CS232921B1 - Přístroj pro měření optického útlumu v materiálech - Google Patents

Abstract

Vynález se týká přístroje pro měření.optického útlumu, kterým lze úsporně zjiětovet útlum světla v tuhých a kapalných látkách při malé spotřebě vzorku. Hodí se obzvláště pro polymemí materiály, používané pro výrobu optických vlnovodů. Přístroj pro měření optického útlumu obsahuje zdroj světla, klínovitou kyvetu se vzorkem, fotodetektor a vyhodnocovací zařízení. Podstata vynálezu spočívá v tom, Se mezi zdroj světle (1) a klínovitou kyvetu (4) je vložen rozmítač (3) a pohyblivým zrcátkem (2) pro odraz světelných paprsků ■ na fotodetektor (8), který je spojen s fázově citlivým detektorem (9) spřaženým s rozmítaěem £3)

Description

Vynález se týká přístroje pro měření.optického útlumu, kterým lze úsporně zjiětovet útlum světla v tuhých a kapalných látkách při malé spotřebě vzorku. Hodí se obzvláště pro polymemí materiály, používané pro výrobu optických vlnovodů.

Přístroj pro měření optického útlumu obsahuje zdroj světla, klínovitou kyvetu se vzorkem, fotodetektor a vyhodnocovací zařízení. Podstata vynálezu spočívá v tom,

Se mezi zdroj světle (1) a klínovitou kyvetu (4) je vložen rozmítač (3) a pohyblivým zrcátkem (2) pro odraz světelných paprsků na fotodetektor (8), který je spojen s fázově citlivým detektorem (9) spřaženým s rozmítaěem £3).

232921 2

Vynález sé týká přístroje, kterým lze zjišíovat útlum světla v tuhých a kapalných látkách při malá spotřebě vzorku. Hodí se obzvláště pro zjlšlování útlumu světla v polymerních materiálech, používaných pro výrobu optických vlnovodů.

Optický vláknový vlnovod aa skládá z jádra a obalu. Světlo je vedano vlnovodem anohonésotným odrazem na rozhraní optický hustšího tzv. jádra a otkieky řidšího prostředí, tzv. obalu. Materiál jádra 1 obalu musí vykazovat vysokou optickou propustnost v oblasti vlnových dálek přenášeného světla.

Útlum světla ve vláknech se měří ns speciálních zařízeních. Nevýhodou tohoto způsobu měření je, že útlum se měří až na hotovém výrobku. Nelze tedy oddělit útlum světla ve výchozím materiálu a zvýšení útlumu světla, způsobená tažením vlákna a nelze taká oddělit ztráty světla, způsobená útlumem v materiálu jádra a útlumem v materiálu obalu.

Útlum světla va skleněných tyčkách, ze kterých se táhne vlákno, se měří kalorlmstrem.

Pro měření útlumu světla polymerů v tuhám nebo tekutém stavu ae používají spektrální fotometry. Světlo prochází vzorkem v kyvetě a dopadá na fotonásoblč, z kterého jde signál přes zesilovač do zapisovače. Kývete mívá tvar válcový, hrenolovltý nebo tvar písmene S.

V kyvetě je vzorek buS tekutý, nebo v tuhám stavu. Vzhledem k vysoké optická propustnosti materiálů, používaných pro výrobu optických vlnovodů, je třeba připravit dlouhá vzorky objemu 100 až 1 000 ml. Tlm se kontrola optická propustnosti mezi jednotlivými stupni výroby stává nákladnou, uvážíme-li malou spotřebu polymeru pro výrobu optického vlnovodu.

Uvedená nevýhody odstraňuje přístroj pro zjlělování optického útlumu podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, ža mezi zdroj světla a klínoví tou kyvatu je vložen rozmítač s pohyblivým zrcátkem pro odraz a rozmítání světelných paprsků na klínovltou kyve tu, za kterou je sběrná optika pro usměrnění světelných paprsků na fotodstektor, který je spojen s fázově citlivým detektorem synchronizovaným s rozmítačem.

Přístroj pro měření optického útlumu v materiálech podle tohoto vynálesu je možná využít k měření optická čistoty pevných i kapalných materiálů, používaných v optice, optoelektronice a lékařství, popřípadě 1 dalBích oborech, kde je vyžadována vysoká optická čistota materiálu. Přístroj je vzhledem k malá spotřebě a snadná přípravě vzorku vhodný k mezi operační kontrole při výrobě opticky čistých materiálů.

Na přiloženém výkresu je Bchemsticky znázorněno příkladná provedení přístroje.

V optické dráze přístroje je zdroj světla 1, vrhající svazek na zrcátko 2, který je ne dráze X rozmítán rozmítačem I mezi krajními polohami X_ia^_n e při čemž úhly zrcátka se nemění, dále ns kyvetu £. Kyveta £ má klínovitý tvar s vrcholovým úhlem alfa a ja tvořena planparalelníml stěnami £ o tlouělce s Indexem lomu ae vzorkem £. Poloha vzorku í je určena úhlem £ mázl obou úhlu ^a světelným paprskem dopadajícím na kyvatu £. Dále je sběrné optika J pro usměrnění světelných paprsků do fotodetektoru g. Z fotodetektoru g vychází informace I do vyhodnocovače, což je v podstetě fázově citlivý detektor g, do kterého současně přichází z rozmítače I referenční signál χ o poloze zrcátka £.

Vyslaný světelný paprsek je kmitajícím zrcátkem £ rozmítán v rozmezí sž X_Bax, na povrchu kyvety £, s nímž svírají dopadající paprsky stála stejný úhel dopadu. Poloha zrcátka £ je snímána a slouží jako oporný signál χ pro vyhodnocení. Intenzita světle vystupujícího ze vzorku £ je snímána fotodetektorem g. Signál I fotodetektoru g obsahuje střídavou složku nesoucí informaci o útlumu světla £ ke vzorku £ a složku nesoucí informaci o výkonu zdroje světle 1« Vyhodnocení útlumu světla g ve vzorku £ se provádí ve fázově citlivém detektoru g využívajícím opornáho signálu χ, který vyděluje ze signálu £ složku s frekvencí shodnou s rozmítáním svazku. Amplituda složky signálu I s frekvencí odpovídající frekvenci rozmítání střední intenzita světla 2₀ a geometrická parametry & ^xain! ^xmax ^UBO*®^U^ určení útlumu světle měřené látky dle vztahu kde: AI » - x_mln) . f (*, 4, n, n_c, t_c) je dráhový rozdíl světelného paprsku ve vzorlru je amplitud· složky signálu χ s frekvencí rovnou frekvenci rozmítání} p. t (Hfl, n, n_c, t_c> je korekční faktor závislý na úhlu kyvety ff, poloze vzorku &

Indexu lomu kyvety n₀, tlouělce stěn kyvety t_c;

přičemž ^rdet.^{s Γ}ο V ’ ^{+ A}f · {·>*) 3· detekovaná Intenzita světle, x (tj je periodická funkce charekterlzující rozaítání svazku s periodou ^r.

FÍKLKÉT VTNÁLSZU

Claims (1)

1. FÍKLKÉT VTNÁLSZU

   Přístroj pro měření optického útlumu v materiálech, obsahující zdroj světle, klínovlteu kyvetu se vzorkem, fctodetektor · vyhodnocovací zeřízení, vyznačený tím, Se mezi zdroj světla (1) a klínovítou kyvetu (4) je vložen rozaíteč (3) s pohyblivým zrcátkem (2) pro odraz světelných paprsků ne klínovltou kyvetu (4), ze kterou je sběrná optlke (7) pro usměrnění světelných paprsků na fctodetektor (8), který je spojen s fázově citlivým detektorem (9) spřeženým s rozmítečen (3)·

   1 výkres i