Способ контроля главных показателей преломления одноосных кристаллов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

gn989403 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 140780 (21) 2957483/18-25

РЦМ g+ з

G 01 М 21/41 с присоединением заявки М. Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150183. Бюллетень М 2

Дата опубликования описания 1 0183. t$3) УДК 535.322. .4(088.8) (72) Авторы изобретения

В.Н. Морозов и Б. М. Молочников (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЛАВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

ПРЕЛОМЛЕНИЯ ОДНООСНЫХ КРИСТАЛЛОВ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, предназначено для прецизионного одновременного контроля обыкновенного и и необыкно0 венного пЕ показателей преломления одноосных кристаллов непосредственно в процессе синтеза и может быть использовано в .производстве искусственных кристаллов для контроля их оптических свойств.

Известны способы измерения главных показателей преломления одноос=-. ных кристаллов, основанные на использовании нарушенного полного внутреннего отражения и измерении отклонения луча в призме, изготовленной иэ кристалла. Призма для измерения показателя преломления одноосного кристалла изготовляется так, чтобы ее преломляющее ребро было параллельно оптической оси кристалла (1j и (2).

Этот способ является весьма трудоемким и практически не поддается автоматизации. Кроме того, он применим только для измерений кристаллов высокого оптического качества. у измеряемого кристалла полируют одну .плоскую поверхность,-помещают на полусферу кристаллорефрактометра и освещают через полусферу сходящимся пучком света от монохроматического источника. В отраженном (или преломленном) свете наблюдаются две гра. ницы, соответствующие предельным углам для п, и п . При этом необходимо проводить измерения двух углов и измерения ограничиваются высокопреломляющими (n 7 2,5) кристаллами. Сниже1() ние оптического качества кристаллов приводит к снижению точности измерений.

Наиболее близким к предлагаемому является способ контроля главных показателей преломления одноосных кристаллов, заключающийся в том, что иэ сходящегося пучка света, направленного на поверхность кристалла, выделяют два луча, идущих под различными

20 углами, после отражения от кристалла лучи разводят по двум каналам, измеряют коэффициенты отражения кристалла в каждом канале и по измеренным коэффициентам отражения вычисляют искомые показатели преломления иссле25 дуемых кристаллов 13 .

Недостатком известного способа является ограниченность его использования для прецизионного измерения и контроля главных показателей пре989403

1l% yln COSeu ПР С06 е +

0. II

1Р ИÎCQ68-Ип

ИОCo e l1np а для второго случая

Способ контроля главным показателей преломления одноосных кристаллов, заключающийся в том, что из сходящегося пучка света, направленногс ломления одноосных кристаллов в процессе их синтеза.

Цель изобретения - повышение качества прецизионного контроля главных показателей преломления одноосных кристаллов в процессе их синтеза.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля главных показателей преломления одноосных кристаллов, заключающемуся в том, что из сходящегося пучка света, на- 10 правленного на поверхность кристал- ла, выделяют два луча, идущих под различными углами, после отражения от кристалла лучи разводят по двум каналам, измеряют коэффициент отра- 15 жения кристалла в каждом канале и по измеренным коэффициентам отражения вычисляют искомые покаэател и преломления исследуемых кристаллов,после разведения по двум каналам отраженные лучи. одновременно поляризуют в ортогональных направлениях.

На фиг. 1 показана принципиальная. схема устройства, реалиэуюцего данный способ; на фиг. 2 — зависимость значений коэффициентов отражения (R) от показателя преломления (n) для различных значений угла падения 8.

Оптическая схема устройства содержит осветительную систему 1, диафрагму с двумя щелями 2, снабженными механизмом изменения расстояния между ними, измерительный блок 3 в виде высокопреломляющего сфЕрического или цилиндрического оптического элемента с плоской рабочей поверхностью, фотоприемное устройство, состоящее из разделительного оптического элемента

4, двух фотоприемников 5 и б и двух попяризаторов 7 и 8 с ортогональны ми направлениями плоскости поляриза- 40 ции.

Определение главных показателей преломления одноосного кристалла осуществляется следуюцим образом.

Для измерения показателей преломления необходимы образцы: кристалла, имеюцие одну отполированную плоскость, причем оптическая ось кристалла должна быть перпендикулярна или параллельна этой плоскости. Изме- 5О ряемый кристалл приводят в контакт с измерительным блоком 3 прибора.

В случае, если оптическая ось перпендикулярна поверхности кристалла,дополнительной ориентации кристалла не требуется, если оптическая ось ориентирована параллельно поверхнос ти кристалла — производят вращение кристалла вокруг нормали до тех пор, пока величина коэффициента отражения для перпендикулярно поляризован6О ного света (R< ), измеряемая при помощи фотоприемника 5, достигнет максимума. При этом оптическая ось кристалла перпендикулярна плоскости падения.

При известной зависимости коэффициента отражения R от главных пока зателей преломления (и или n<) максимальная чувствительность данного способа достигается при максимальных значениях коэффициента отражения R т.е.. вблизи критического угла Икр (угла полного внутреннего отражения).

Для случая, когда оптическая ось . ориентирована перпендикулярно поверхности образца для перпендикулярной поляризации g p = Д сяи - —, а для

И

rlllP параллельной поляризации -9„

=ОГС61И (Np И ), где nпр - показатель,преломления оптического элемента

НПВО. Если ось ориентирована параллельно плоскости образца и, следовательно, перпендикулярно плоскости падения, для перпендикулярной поляризаЦии 9I.р =ОГСЦ1И -„ »-, ДлЯ па аллельИ ной поляризации Q "(= g jn

Кр иир

Установив угол. 3 в положение проме1 и жуточное между Q< и ф,, nð и и могут быть измерены грубо при помощи изменения расстояния между целями диафрагмы 2 по достижении максимальных значений R„, -и R „ на фотоприемниках 5 и б.

Значения показателей преломления п0 и п в первом случае определяются по соотношениям

1. И„созе- 6 о-Ий 1И

ИПр 0Э + О пр Э1п 8

И

1и. ИОИвС058 -l1np е п

В

ИОИЕС059+Ипр и

Разность углов падения В и 9" колеблется от величины 0,5 (с(.†.кварц, слабое двулучепреломление) до 5 (исладский шпат, сильное двулучепреломление).

Использование предлагаемого изобретения позволяет достигать максимальной точности одновременного определения главных показателей преломле ния различных кристаллов в процессе их синтеза.

Формула изобретения

989403 на поверхность кристалла, выделяют два луча, идущих под различными углами, после отражения от кристалла лучи разводят по двум каналам, измеряют коэффициент отражения кристалла в каждом канале и по измеренньви коэффициентам отражения .вычисляют показатели преломления исследуемых кристаллов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества одновременного прецизионного контроля обоих главных показателей преломления одноосных кристаллов в процессе .синтеза, после разведения по двум каналам отраженные лучи одновременно поляризуют в ортогональных направлениях.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кизель -В.A. Отражение света.

М., "Наука", 1973, с. 248, 316.

5 2. Структура и физико-химические свойства стекол. Сборник под ред.

A.Ã. Власова. Л., "Химия", 1974, .с.43-47.

3. Молочников Б.И. И!акарян Э.С.

Морозов В.Н. Золотарев В.N. Рефракто-, меры: дпя.определения оптических постоянных сред. М., ЦНИЦ информации

Министерства приборостроения,средств

15 автоматизации и систем управления, 1979, с. 36-40 (прототип1.

Составитель К. Рогожин

Редактор Т. Веселова Техред A. Ач Корректор N,Øàðoøè

Заказ 11114/б1 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4