Устройство для измерения коэффициента отражения плоской поверхности образцов

 

< >947637

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕДЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03038р (21) 2889982/25-28 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет

Опубликовано 30р782,, Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 300782 (5 ) М Кп з

G 01 В 9/02

Государственный комитет

СССР о делам изобретений и открытий (53) УДК531. 715. .1(088. 8) (72) Автор изобретения

KOC%9Nqg ! лтяйтНЗС, TEXN>HAPP; да - -- „

O K филиппов

Институт спектроскопии AH СССР (71 ) За яв ит ель м (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ

ПЛОСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ ОБРАЗЦОВ

t 2

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения отражения плоской поверхности образцов и может быть использовано для определения угловой зависимости коэффициента отрахения различных материалов при проведении научных исследований,а такхе в производстве при контроле качества оптических поверхностей, покрытий, пленок.

Известно устройство для измерения коэффициента отражения, содержащее источник и приемник излучения и реализующее принцип сравнения коэффициентов отражения исследуемого образца и эталона (1).

Недостатком .известного устройства является низкая точность измерений, обусловленная малой чувствительностью устройства, а также сложность определения угловой зависимости коэффициента отражения образцов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство для измерения коэффициента отражения плоской поверхности образцов, содержащее источник излучения, площадку, предназначенную для размещения образца в ходе лучей от источника, приемник излучения и подключенный к нему электронный блок обработки сигналов °

В данном устройстве измерительный сигнал формируется при последовательном отрахении излучения от ряда расположенных параллельно друг другу образцов (2).

НедостаткОм этого устройства является сравнительно низкая точность измерений, обусловленная неодинаковостью свойств одйовременно исследуемых образцов, а также малым числом отражений излучения пт их поверхностей.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, чтр устройство снабжено плоским полупрозрачным зеркалом, установленным неподвижно перед площадкой в ходе лучей от источника перпендикулярно его оптической оси, платформой с располохенным на ней вторым плоским полупрозрачным зеркалом, выполненной с возможностью поворота вокруг оси, пересекающей оптическую ось источника под пряьым углом, площадка

947637

4 "% э с Я Я

)55

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффициента отражения плоской поверхнос60 ти образцов, содержащее источник излучения, площадку, предназначенную для размещения образца в ходе лучей от источника, приемник излучения и подключенный к нему электрон65 ный блок отработки сигналов, о твыполняется с возможностью поворота вокруг оси, совпадающей с осью поворота платформы и проходящей через плоскую поверхность размещаемого на площадке образца, приемник излучения установлен на платформе, которая совместно с площадкой ориентирована так, что полупрозрачные зеркала ббразуют резонатор интерферометра Фабри-Перро.

На чертеже принедена принципиальная схема одного иэ возможйых вариантов устройства для измерения коэффициента отражения плоской поверхности образцов.

Устройство содержит источник 1 излучения, например., в виде лазера, плоское полупрозрачное зеркало 2, площадку 3, предназначенную для размещения образца 4, платформу 5 с;расположенным на ней плоским полупрозрачным зеркалом б, приемник 7 излучения, электронный блок 8 обработки сигналов, приводы 9 и 10 поворота, датчики 11 и 12 поворота, приводы 13, Зеркало 2 установлено неподвижно перед площадкой 3 н ходе лучей от источника 1 перпендикулярно его оптической оси.

Зеркало б и приемник 7 излучения установлены на платформе 5.

Площадка. 3 и платформа 5 выполнены с нозмо><ностью поворота вокруг оси, пересекающей оптическую ось источника 1 под прямым углом и проходящей через плоскую поверхность размещаемого на площадке 3 образца 4.

Площадка 3 и платформа 5 ориентированы так, что зеркала 2 и б совместно с плоской поверхностью образца 4 образуют резонатор интерферомет ра Фабри-Перро.

Приемник 7 излучения подключен к электронному блоку 8 обработки сигналов, который электрически связан с приводами 9, 10 и 13 и датчиками

11 и 12.

Привод 9 и датчик 11 связаны с площадкой 3, привод 10 и датчик 12 связаны с платформой .5, приводы 13 связаны с зеркалом б.

Устройство работает следующим образом.

»

Излучение от источника l проходит полупрозрачное зеркало 2, падает на плоскую поверхность образца 4 под углом cL и после отражения от нее поступает яа полупрозрачное зеркало б. В результате многократного отражения излучения от зеркал 2 и б и плоской поверхности образца 4, образующих реэбнатор интерферометра

Фабри-Перро, на входе приемника. 7 формируется многолучевая интерференционная картина. Зеркало б устанавливают н положение, при котором сигнал 1 с приемника 7 принимает максимальное значение. Величина этого сигнала однозначно связана с уг ловым коэффициентом отражения плоской поверхности образца 4.

Перед началом измерений платформу 5 устанавливают н положение, .при котором зеркала 2 и б располагаются параллельно друг другу (на чертеже показано пунктиром) и регистрируют величину сигнала 3О при отсуалтвии измеряемого образца.

Угловой коэффициент р p,g отражения плоской поверхности образца 4 для длины волны Л используемого

15 излучения определяют ro формуле

Д где р — коэффициент отражения эер,, 2 и б.

Устройство позволяет проводить измерения и путем сравнения с эталоном.

В этом случае коэффициент отражения

25 определяют по формуле 1

30 где ЗЭ - величина сигнала с приемника 7 при установке на площадку 3 эталона; у — коэффициент отражения этало"

Э на при угле а падения излуче35 ния и длине волны Л . Устройство позволяет проводить измерения также и в автоматическом режиме. При этом электронный блок 8 обра.ботки сигналов, используя поступающую в него информацию с датчиков 11 и 12 и приемника 7, управляет работой приводов 9, 10 и 13, которые ориентируют элементы устройства требуемым образом.

Устройство позноляет проводить иэ» мерения как в видимой, так и н инфракрасной области спектра.

Снабжение известного устройства платформой и двумя полупрозрачными зеркалами повышает чувствительность, а следовательно, и точность измерения за счет многократного отражения излучения от плоской поверх ости измеряемого образца.

947637

1 I) 1

) Составитель О.Фомин

Техред M. Надь Корректор 0,Билак

Редактор С.Тараненко

Заказ 5614/62 Тираж 614 Подписное

ВНИИЦИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4 л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено плоским полупрозрачным зеркалом, установленным неподвижно перед площадкой в ходе лучей от источника перпендикулярно его опти- 5 ческой оси, платформой с расположенным на ней вторым плоским полупрозрачным зеркалом, выполненной с возможностью поворота вокруг оси, пересекающей оптическую ось источника 0 под прямым углом, площадка выполняется с возможностью поворота вокруг оси, совпадающей с осью поворота е платформы и проходящей через плоскую поверхность размещаемого на площадке образца, приемник излучения установлен на платформе, которая совМестно с площадкой ориентирована. так, что полупрозрачные зеркала образуют резонатор интерферометра Фабри-Перро.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. FOSA 1960, v.50, р.2.

2. Ярославский Н.Г. Методика и аппаратура длинноволновой ИК-спектроскопии.-"УФН", 1957, вып.2 (прототип).