JPH05500419A - Device for measuring the refractive index of gaseous media - Google Patents

Device for measuring the refractive index of gaseous media

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JPH05500419A
JPH05500419A JP51263890A JP51263890A JPH05500419A JP H05500419 A JPH05500419 A JP H05500419A JP 51263890 A JP51263890 A JP 51263890A JP 51263890 A JP51263890 A JP 51263890A JP H05500419 A JPH05500419 A JP H05500419A
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    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/41Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
    • G01N21/45Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length using interferometric methods; using Schlieren methods

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 気体媒体の屈折率を測定するための装置本発明は、光学測定装置に関し、さらに 詳しくは気体の屈折率を測定するための装置に関する。[Detailed description of the invention] Device for measuring the refractive index of gaseous media The present invention relates to an optical measuring device, and furthermore More specifically, the present invention relates to a device for measuring the refractive index of gas.

英国特許2120383Bには、2重通路の光学干渉計を伴う単一波長を発する レーザ光源と、複数通路の中の−っの通路の光路長がわかっている気体セルとを 使用して空気の屈折率を高精度に測定するためのポータプルな光学機器に関する 記述がある。その測定手段は、セル内に漏れ出したサンプルガスが初めに排気さ れる気体セルを必要とし、そして対応する光路長の変化が連続する干渉縞の計数 によって決定される。セルの長さの知識と光路長の縮小変化とから、気体の屈折 率の値を容易に得ることができる。しかしながら、あらゆる屈折率の測定は、一 般にこの完全な測定方法の繰り返しを要求した。British patent 2120383B discloses a single wavelength emitting device with a dual-pass optical interferometer. A laser light source and a gas cell in which the optical path length of one of the multiple paths is known. Concerning portable optical equipment for measuring the refractive index of air with high precision using There is a description. The measurement means is that the sample gas leaking into the cell is first exhausted. The counting of interference fringes requires a continuous gas cell with a corresponding change in optical path length. determined by From the knowledge of the cell length and the shrinkage change in the optical path length, the refraction of the gas The value of the rate can be easily obtained. However, all refractive index measurements are Repetition of this complete measurement method was generally required.

我々は、同様の屈折率測定精度は有するが、多くの重要な改良点を持つ干渉計を 考えた。We developed an interferometer with similar refractive index measurement accuracy but with many important improvements. Thought.

1) それは機器の全体のコストを削減するマルチ波長レーザ技術を使用する。1) It uses multi-wavelength laser technology which reduces the overall cost of equipment.

2) それは一定の屈折率の媒体が封入された2つの気体セル容器を使用する。2) It uses two gas cell containers filled with a constant refractive index medium.

これは、1)を伴い、もともとの屈折計の操作で必要とされたセルの定期的な排 気の要求を除去できる。This entails 1) and the periodic evacuation of the cell that was required in the original refractometer operation. It can eliminate the requirement of Qi.

3) それは屈折率を測定するために2つの方法をとることができる。3) It can take two ways to measure the refractive index.

本発明によれば、多色光線からなるビームを生成するための光源手段と、前記多 色光線のビームから一対のコンポーネントビームを生成するビーム分割手段と、 第1及び第2の容器を有する2つのセル容器手段と、前記一対のコンポーネント ビームのうちの第1のコンポーネントビームを前記第1の容器を通過させ前記第 2のコンポーネントビームを前記第2の容器を通過させる偏向手段と、前記第1 、第2のコンポーネントビームを前記容器を通過させた後に結合する結合手段と 、結合した後の前記第1、第2のコンポーネントビームの異なる波長の光線を差 異的に偏向させる分散手段と、前記分散手段によって偏向した光線を受光するた めに配置された検出手段と、を具備する気体屈折率を測定するための光学装置を 提供できる。According to the invention, light source means for producing a beam consisting of polychromatic rays; beam splitting means for generating a pair of component beams from the beam of colored light; two cell container means having first and second containers; and said pair of components. passing a first component beam of the beams through the first container; deflecting means for passing the two component beams through the second container; , coupling means for coupling the second component beam after passing through the container; , difference the light beams of different wavelengths of the first and second component beams after combining. a dispersion means for deflecting light differently; and a dispersion means for receiving the light beam deflected by the dispersion means. an optical device for measuring a gas refractive index, comprising: a detection means arranged to Can be provided.

本発明は添付した図面を参照して詳細に記述されている。The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図a及び第1図すは、本発明の実施例による光学測定装置が記載されていて 、 第2図は、第1図1の装置に関連した各種の信号の説明図を示していて、 第3図は、本発明の他の実施例を示している。FIGS. 1a and 1s show an optical measuring device according to an embodiment of the present invention. , FIG. 2 shows an explanatory diagram of various signals related to the apparatus of FIG. FIG. 3 shows another embodiment of the invention.

以下、図面を参照すると、第1図は複数のレーザ波長を使用する光学測定装置を 示している。光源りからのレーザ光は、ミラーM1によって反射され、そして半 透過前面と全反射後面とを有する融解シリカビームスプリッタ−BSに入射スる 。Referring to the drawings below, Figure 1 shows an optical measurement device that uses multiple laser wavelengths. It shows. The laser beam from the light source is reflected by mirror M1, and Fused silica beam splitter with a transparent front surface and a total reflection back surface - .

その前面から反射したビーム1は二重室5の外側アーム3へ伝わり、コーナーキ ューブ反射体7によりビームスプリッタ−に対して平行な通路に沿って反射され る。ビームスプリッタ−に伝送されたビーム9は全体をアルミニューム処理され た後面で反射され、内側アーム11を伝わる。そしてコーナーキューブ反射体7 によってビームスプリッタ−BSへ反射され、そこで外側アームに沿って伝送し たビームと結合される。この重ねられた干渉を生じるビームは、ミラーM2によ って反射され、分散プリズムPによって別々の波長成分に分けられる。各波長で の光強度は、その干渉の位相に直接関係し、分割されたフォトディテクター(図 中の符号P□−Pa)に入射し、処理のための電気信号が生成されて、その処理 から干渉縞の割合(フリンジフラクション)が測定される。この装置はさらに伝 送されたビーム9のみが通過する1つの気体セル13を使用している。The beam 1 reflected from the front surface is transmitted to the outer arm 3 of the double chamber 5, and the corner key reflected by the tube reflector 7 along a path parallel to the beam splitter. Ru. Beam 9 transmitted to the beam splitter is entirely made of aluminum. It is reflected from the rear surface and transmitted through the inner arm 11. and corner cube reflector 7 is reflected by the beam splitter-BS, where it is transmitted along the outer arm. combined beam. This superimposed interference beam is filtered by mirror M2. The light is reflected by the dispersing prism P and separated into separate wavelength components. at each wavelength The light intensity of the split photodetector (Fig. The electrical signal for processing is generated, and the processing The percentage of interference fringes (fringe fraction) is measured. This device is further One gas cell 13 is used, through which only the transmitted beam 9 passes.

この屈折計の構成は、使用された各波長でのフリンジフラクションの測定を使用 することによって、2つのアーム間の光路長の変化を測定するために使われる。This refractometer configuration uses measurements of the fringe fraction at each wavelength used. is used to measure the change in optical path length between two arms.

例えば、二重波長レーザーを使って波長λ1とλ2を発光させたとすると、機器 のどちらか一方のアームの光路長の変化(d’R)は、空気による分散を無視し たとして、 du = (mt+φ1)λ、−(m2+φ2)λ2 (1)となる。なお、m l、m2は干渉次数を示す整数であり、φ1、φ2は各波長に対するフリンジフ ラクションである。For example, if a dual wavelength laser is used to emit wavelengths λ1 and λ2, the device The change in optical path length (d'R) of either arm is given by ignoring dispersion due to air. Suppose, du = (mt+φ1)λ, -(m2+φ2)λ2 (1). In addition, m l and m2 are integers indicating the order of interference, and φ1 and φ2 are the fringe fins for each wavelength. It's a traction.

このフリンジフラクションのシーケンスは、λ1λ2/(λ1−λ2)だけ光路 長か変化する度に繰り返される。この不明瞭さを除去するために、別の波長から の3番目のフリンジフラクションが使用されるか、または他の手段によって測定 される適当なd1値が用いられる。しかし、光路長のいかなる変化も連続するフ リンジの計数を使うことなく、この方法で得ることができる。This sequence of fringe fractions passes through the optical path by λ1λ2/(λ1-λ2). Repeated each time the length changes. To remove this ambiguity, from another wavelength A third fringe fraction is used or measured by other means. An appropriate d1 value is used. However, any change in optical path length is It can be obtained in this way without using Ringe's count.

屈折計の詳細なケースでは、二重室気体セルが使用され、そのセルは正確に長さ fl =3L 64cmを有している。この長さは、光路長変化の1つのフリン ジを屈折率の1×10−6の変化と大体等しくするように選択されている。セル の内側容器は既知の光路長を存し、一方、外側容器は屈折率の測定を必要とする 空気を含んでいる。これらの状況下及び屈折計が両方のアームで同一光路長を持 つ場合でのフリンジフラクションの測定値の双方から、波長λでの気体[nl  (λ)]の屈折率の値は、次の簡単な式から正確に決定できる。In the detailed case of a refractometer, a double-chamber gas cell is used, and the cell has exactly the length It has fl = 3L 64cm. This length is one fringe of optical path length change. is chosen to be approximately equal to a 1.times.10@-6 change in refractive index. cell The inner container has a known optical path length, while the outer container requires measurement of the refractive index. Contains air. Under these circumstances and if the refractometer has the same optical path length in both arms, From both measurements of the fringe fraction in the two cases, the gas [nl] at the wavelength λ (λ)] can be accurately determined from the following simple formula:

nz (λ)−nl(λ)+dΩ (λ)/N+(7(2)ただし、nl (λ )は波長λのときの内側セル容器に含まれた媒体の屈折率、dfI (λ)は生 じた光路長の変化、σは測定中における他の光路長変化に対する補正値である。nz (λ) - nl (λ) + dΩ (λ) / N + (7 (2) However, nl (λ ) is the refractive index of the medium contained in the inner cell container at wavelength λ, and dfI (λ) is the refractive index of the medium contained in the inner cell container at wavelength λ. The change in optical path length, σ, is a correction value for other optical path length changes during measurement.

 マルチ波長の必要条件は、前の章で検討されたが、理想的には光路長の変化を 正確に決定するために3つの分離された波長を連続的に発する単一の光源が要求 される。しかしながら、このタイプの簡単な光源は現実には存在しないが、以下 のものを使用することにより模擬的に実現することができる。The multi-wavelength requirement was discussed in the previous chapter, but ideally changes in optical path length should be Requires a single light source that sequentially emits three separated wavelengths for accurate determination be done. However, this type of simple light source does not exist in reality, but the following This can be simulated by using the following.

1)屈折計を照明するための共通の出力端を持つ分離された光ファイバーを照明 するための異なる複数のレーザ光源を使用すること。1) Illuminating separated optical fibers with a common output end to illuminate the refractometer Using multiple different laser light sources for

2)2つの波長を発する単一のレーザー光源と、不正確さを除去するために大気 圧及び気体温度の測定値を使ってニドリン式[B、ニドリン”気体の屈折率”メ トロロシア2,71(1966)]から計計算能な空気の屈折率の値と共にセル の既知の長さgから得られる、十分正確な値dΩ (λ)とを使用すること。2) A single laser source that emits two wavelengths and an atmospheric The pressure and gas temperature measurements are used to calculate the Nidoline equation [B, Nidoline “refractive index of gas” method]. Trorossia 2, 71 (1966)], together with the value of the refractive index of air, which can be calculated Using a sufficiently accurate value dΩ (λ) obtained from the known length g of .

3)上記2)と同様にして得られる改善された値dl (λ)と、単一波長を発 する単一のレーザー光源とを使用するが、より高精度な大気圧と気体温度の測定 値を用いること。これは、測定された及び計算された光路差に0.5フリンジ以 上の変化を生じさせない空気の構成要素のあらゆる組み合わせが判っているとき にのみ可能である。3) Improved value dl (λ) obtained in the same manner as 2) above and emitting a single wavelength. More accurate measurement of atmospheric pressure and gas temperature using a single laser light source Use values. This means that there is no more than 0.5 fringe in the measured and calculated optical path difference. When all the combinations of the air components that do not produce the above change are known. It is only possible to

それらのうちの第2番目が好ましく、なぜならば、2波長レーザーは、空気内で の最も精度の高い長さ測定のために、正確な空気の屈折率の値が要求−される長 さ測定干渉計で使用されるのと同じ共通波長(633nm)ですぐに利用可能で あるからである。さらに、好適なdg (λ)の値は、圧力及び温度の夫々の精 度が±500Paで±1°Cの、安価で粗いセンサを使うことによって容易に得 ることができる。The second of them is preferred, since the two-wavelength laser is For the most accurate length measurements, an accurate air refractive index value is required - Readily available at the same common wavelength (633nm) used in laser measurement interferometers. Because there is. Furthermore, the suitable value of dg (λ) depends on the precision of pressure and temperature. This can be easily obtained by using a cheap and rough sensor with a temperature of ±500 Pa and ±1°C. can be done.

本発明の上記実施例は既知の一定の光路長の内側容器を持つ気体セルを使用して おり、これは空気の屈折率が1×10=8の測定精度を達成するために、大気圧 力と気体温度の全体のレンジにわたり約3nm以内に維持しなければならない。The above embodiments of the invention use a gas cell with an inner vessel of known constant optical path length. This is because the refractive index of air has to be adjusted to atmospheric pressure to achieve a measurement accuracy of 1 x 10 = 8. It must be maintained within about 3 nm over the entire range of power and gas temperature.

これは真空を維持しかつモニタするためのゲッタポンプを組込んだ常に排気され た中央容器か、または大気圧の乾燥気体により満たされた中央容器を使用するこ とにより実現される。It is constantly evacuated and incorporates a getter pump to maintain and monitor the vacuum. or a central container filled with dry gas at atmospheric pressure. This is realized by

これらの方法のいずれも、屈折計内にセルを挿入することによってフォローされ る約±1μmの精度(長さ31cmのセルを使用する屈折率測定でのlXl0− 9の誤差に等しい)で各セルの長さくρ)を測定する必要があり、さらに一致す べき“ゼロ”フリンジフラクションの2波長を決定するために両セル容器の排気 が必要であり、なぜなら両光路は正確に同じであるからである。これは測定エラ ーを生じさせる正常な分散効果を保証する。Both of these methods are followed by inserting the cell inside the refractometer. accuracy of about ±1 μm (lXl0− for refractive index measurements using a 31 cm long cell) It is necessary to measure the length ρ) of each cell with an error of Evacuate both cell vessels to determine the two wavelengths of the “zero” fringe fraction that should be is necessary, since both optical paths are exactly the same. This is a measurement error ensure a normal dispersion effect resulting in

セルの第1番目のタイプに関しては、内側容器はゲッタポンプにより維持及びモ ニタされて真空密閉され、以下のように2波長のフリンジフラクションが測定さ れる外側容器内に気体が漏れ出す。大気圧及び気体温度は測定され、それらの値 はセルの長さの測定値によりエドレン計算式から適当な空気の屈折率を計算する ために使用され、その屈折率は数フリンジ以内に計算されるべき光路長[dl  (λ)]の変化を許す。最終的に、この適当な空気の屈折率による2波長フリン ジフラクシヨンは、全体を取り囲む空気の屈折率はn2 (λ)=1.000で 数式(2)により容易に得られるので、測定される正確な光路差が得られる。屈 折計は1週間または1か月毎に“ゼロ”フリンジフラクションの測定を繰り返す ことが要求されることにより、現在では屈折率の連続測定が容易である。For the first type of cell, the inner vessel is maintained and powered by a getter pump. The sample was then vacuum-sealed and the two-wavelength fringe fraction was measured as shown below. Gas leaks into the outer container. Atmospheric pressure and gas temperature are measured and their values calculates the appropriate refractive index of air from the Edlen formula using the measured cell length. and its refractive index should be calculated within a few fringes of the optical path length [dl (λ)] is allowed to change. Finally, the two-wavelength fringe due to this appropriate refractive index of air For difraction, the refractive index of the surrounding air is n2 (λ) = 1.000. Since it can be easily obtained by equation (2), an accurate optical path difference to be measured can be obtained. Tired The foldometer repeats the measurement of the “zero” fringe fraction every week or month. Due to this requirement, it is now easy to continuously measure the refractive index.

第2のケースは、両方のセル容器の排気及び2波長の“ゼロ”フリンジフラクシ ョンの測定の後、大気圧でシールドされた内側容器がガスシリンダーからのドラ イエアーにより満たされる。セル内にある空気の圧力及び温度と共に2波長のフ リンジフラクションか同様に測定される。上記した第1のケースと同様の技術を 使うことにより、セル内に含まれる空気の屈折率[n2 (λ)]は、n3 ( λ)=1−000として以下の式から正確に決定することができる。The second case involves evacuation of both cell vessels and a two-wavelength “zero” fringe flux. After the measurement, the inner container, shielded at atmospheric pressure, is Filled with Yea. Two wavelengths of light are generated along with the pressure and temperature of the air inside the cell. The rim fraction is measured similarly. Using the same technique as in the first case above, By using It can be determined accurately from the following equation by setting λ)=1-000.

n2 (λ)=n3 (λ)+dρ (λ) /f) +a (3)周囲の気体 は外側の容器へ入れられ、そして再びフリンジフラクション、大気圧及び気体温 度が決定され、それに基づいて上述した方法の数式(2)から空気の屈折率が得 られる。n2 (λ) = n3 (λ) + dρ (λ) / f) + a (3) Surrounding gas is placed in the outer container and again the fringe fraction, atmospheric pressure and gas temperature The refractive index of air can be obtained from equation (2) of the method described above based on it. It will be done.

屈折計は、既に説明したような“ゼロ”フリンジフラクションに対する同様の測 定条件により、空気の各屈折率の連続的な測定が容易である。内側容器内の屈折 率を一定に維持するために、融解シリカを使ってセルを造り上げる。この結果は 、周囲温度の変化により引き起こされるセル体積の変化による無意味な屈折率補 正である。The refractometer can perform similar measurements for the “zero” fringe fraction as previously described. The constant conditions make it easy to continuously measure each refractive index of air. Refraction inside the inner container To maintain a constant rate, fused silica is used to build up the cell. This result is , meaningless refractive index correction due to changes in cell volume caused by changes in ambient temperature. It is positive.

要するに、最初のタイプのセルでは、媒体の屈折率が正確に1.000である利 点があり、それ故に数式(3)を使っての追加の71111J定段階が要求され ず、一方、第2のセルはより容易に形成されり−・ド線の不要な状態に維持され る。In summary, in the first type of cell, the refractive index of the medium is exactly 1.000. point, therefore an additional 71111J determination step using equation (3) is required. The second cell, on the other hand, is more easily formed and maintained without the need for wires. Ru.

空気の分散がまた考慮されなければならない。この分散は提案された2波長(6 12nmと633nm)に対して補正がなされなければならないNPTで屈折率 の約3X10−’の差を生じさせる。しかしながら、仮にセルが空気が満たされ た中央容器を持つならば、その補正は要素P□/ P 2により減少するであろ う。なお、Plは中央容器内にある気体の本来の圧力、P2は全体を取り囲む大 気圧力である。P、、P2は十分な精度で既に従来法により測定されているので 、この要素は容易に決定できる。Air distribution must also be considered. This dispersion is due to the proposed two wavelengths (6 The refractive index at NPT must be corrected for (12 nm and 633 nm) This results in a difference of approximately 3×10−′. However, if the cell is filled with air If we have a central container with cormorant. In addition, Pl is the original pressure of the gas in the central container, and P2 is the large surrounding area. It is air pressure. Since P, , P2 have already been measured with sufficient accuracy by the conventional method, , this factor can be easily determined.

屈折計は屈折率データを生成するために2つのモードで動作できる。第1のモー ドによれば、第1図に示すように、フリンジフラクションを決定するために、内 側アームにおける光路は数フリンジだけ変化される。この光路長の変化は、第2 図に示すように、単一のセル内の圧力を不規則的に変化させ、また時間の関数と して光路に生じる変化をモニタすることによって生成される。The refractometer can operate in two modes to generate refractive index data. first mode According to the author, in order to determine the fringe fraction, as shown in Figure 1, The optical path in the side arm is changed by several fringes. This change in optical path length is caused by the second As shown in the figure, the pressure within a single cell varies irregularly and also as a function of time. is generated by monitoring the changes that occur in the optical path.

第2図は屈折計の2つの拡大された屈折計信号を示しており、その屈折計信号は 屈折計の出力ビームに対して配置された複数の光電検出器によって生成され、各 光電検出器は図示されるように変化される光路長として各波長から干渉をモニタ する。時刻1=0での調整の前に、等間隔のパルスを発生するクロックがリセッ トされる。パルス数は、光路長が与えられた方向で変化するものとして、各フリ ンジ信号がゼロボルトラインを交差する度にカウントされ、それらはその期間に おける時刻t=a、b、c及びdである。さらに、フリンジ数分のパルス数がカ ウントされ、それらがλ1.λ2のそれぞれに対して時刻t==aとCとの間、 及び時刻t−bとdとの期間で測定される。各波長でのフリンジフラクションは 、λ2.λ2のそれぞれに対して簡単なフラクションΔNl/N1とΔN 2  / N 、として簡単に決定される。この様に、フリンジフラクションデータは 、既に説明した技術を使って決定できる気体屈折率から得られる。Figure 2 shows the two magnified refractometer signals of the refractometer; generated by multiple photoelectric detectors placed against the output beam of the refractometer, each A photoelectric detector monitors interference from each wavelength as the optical path length is varied as shown. do. Before the adjustment at time 1 = 0, the clock that generates equally spaced pulses is reset. will be played. The number of pulses is calculated for each flip assuming that the optical path length changes in a given direction. The zero volt line is counted each time the voltage signal crosses the zero volt line, and they are The times t=a, b, c, and d at Furthermore, the number of pulses equal to the number of fringes is λ1. Between time t==a and C for each of λ2, and is measured in the period between times tb and d. The fringe fraction at each wavelength is , λ2. Simple fractions ΔNl/N1 and ΔN2 for each of λ2 /N, is easily determined. In this way, the fringe fraction data , obtained from the gas refractive index, which can be determined using the techniques already described.

本発明の第2実施例が第3図に示されており、同図には2波長動作のために構成 上要求される変更が図示されている。A second embodiment of the invention is shown in FIG. 3, which shows a configuration for dual wavelength operation. The changes required above are illustrated.

レーザーによって発っせられた光の偏光面は、図面に対して45度であることが 要求される。2波長の使用に対して設計された1/4波長板15は屈折計の一方 のアーム内に挿入され、これがレーザー光のS偏光成分とP偏光成分間に90度 の位相遅れを与える。普通の干渉17及び非干渉19の出力ビームは、分散プリ ズムによって分離された波長成分に分離されるのに用いられる。非干渉出力ビー ム19は光電検出器PI、P2に入射し、一方、干渉出力は偏光ビームスプリッ タ−によってS偏光成分とP偏光成分とに分離される。これら偏光成分の強度は 光電検出器P3〜P6によってモニタされる。この構成は直角位相フリンジ検出 を提供し、かつ“応用光学 20.3382 (1981)”のPLM ハイデ マンにより記述された技術を使用している。その技術は、前述したのと同様の方 法により屈折計内で光路長を変化させることによりフリンジ検出電子を測定する ことに依存している。The plane of polarization of the light emitted by the laser must be at 45 degrees with respect to the drawing. required. A quarter-wave plate 15, designed for dual-wavelength use, is one side of the refractometer. It is inserted into the arm of the gives a phase delay of The output beams of ordinary interference 17 and non-interference 19 are It is used to separate wavelength components by wavelength. Non-interference output beam beam 19 is incident on the photoelectric detectors PI, P2, while the interference output is transmitted through the polarization beam splitter. is separated into an S-polarized light component and a P-polarized light component. The intensity of these polarized components is Monitored by photoelectric detectors P3-P6. This configuration uses quadrature fringe detection. and PLM Heide of “Applied Optics 20.3382 (1981)” using the technique described by Mann. The technique is similar to the one mentioned above. Measure the fringe-detected electrons by varying the optical path length within the refractometer using the method It depends on that.

仮に第3の波長が利用できれば、非干渉及び干渉成分の強度を測定するためにさ らに3つの充電検出器が必要である。If a third wavelength were available, it could be used to measure the intensities of the non-interfering and interfering components. Additionally, three charge detectors are required.

第1の実施例では、光路長の調整はフリンジフラクションデータが必要になる度 に実行され、この様にして検出電子のドリフトが除去され、一方、第2の実施例 では、レーザ強度と光電検出器系が十分に安定していれば、干渉計信号の最初の 補正により、再補正を行うことなしに数時間でフリンジフラクションが得られる 。In the first embodiment, the optical path length is adjusted each time fringe fraction data is needed. The drift of the detected electrons is removed in this way, while the second embodiment Now, if the laser intensity and photoelectric detector system are stable enough, the first part of the interferometer signal Correction provides fringe fractions in hours without re-correction .

国際調査報告 LLIwmmAse1wlle内Na PCT/GB 9Q/Q1393国際調 査報告 G[l 9001393 S^ 40035international search report LLIwmmAse1wlle Na PCT/GB 9Q/Q1393 International inspection report G[l 9001393 S^ 40035

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.気体媒体の屈折率を測定するための装置であって、光線ビームを生成するた めの光源手段(L)と、前記ビームから一対のコンポーネントビームを生成する ビームスプリツター(BS)手段と、第1及び第2の容器を有する2重容器セル 手段(5)と、前記一対のコンポーネントビームのうちの第1のコンポーネント ビームを前記第1の容器を通過させ前記第2のコンポーネントビームを前記第2 の容器を通過させるための偏向手段と、前記第1、第2のコンポーネントビーム を前記各容器を通過させた後に結合する結合手段(BS)とを備えた光学装置に おいて、前記光源手段は多色放射のビームを生成し、結合した後の前記第1、第 2のコンポーネントビームに含まれる異なる波長の光線を差異的に偏向させる分 散手段(P)が設けられ、前記分散手段によって偏向した光線を受光するために 検出手段(P1,P2)が配置されたことを特徴とする光学装置。1. Apparatus for measuring the refractive index of a gaseous medium, the apparatus comprising: a device for producing a beam of light; light source means (L) for producing a pair of component beams from said beam; Dual vessel cell having beam splitter (BS) means and first and second vessels means (5) and a first component of said pair of component beams; passing the beam through the first container and passing the second component beam through the second container. deflection means for passing the first and second component beams through the container; into an optical device comprising a coupling means (BS) for coupling after passing through each of the containers. wherein said light source means generates a beam of polychromatic radiation which, after combining, said first and second beams; A component that differentially deflects light rays of different wavelengths included in two component beams. A scattering means (P) is provided for receiving the light beam deflected by said scattering means. An optical device characterized in that detection means (P1, P2) are arranged. 2.気体媒体の屈折率を測定するための請求項1に記載の光学装置において、前 記一対のコンポーネントビームの内の一つのみが通過する容器(13)がさらに 設けられたことを特徴とする光学装置。2. An optical device according to claim 1 for measuring the refractive index of a gaseous medium, A container (13) through which only one of the pair of component beams passes is further provided. An optical device characterized by being provided. 3.気体媒体の屈折率を測定するための請求項1に記載の光学装置において、前 記光源手段(L)は、少なくとも3つの異なる光線を同時に発するレーザーを具 備したことを特徴とする光学装置。3. An optical device according to claim 1 for measuring the refractive index of a gaseous medium, The recording light source means (L) comprises a laser that simultaneously emits at least three different light beams. An optical device characterized by: 4.気体媒体の屈折率を測定するための請求項1に記載の光学装置において、前 記光源手段(L)は、共通の出力を有する複数の光ファイバー内へ同時に出射す る複数のレーザーを具備したことを特徴とする光学装置。4. An optical device according to claim 1 for measuring the refractive index of a gaseous medium, The light source means (L) simultaneously emits light into a plurality of optical fibers having a common output. An optical device characterized by being equipped with a plurality of lasers. 5.気体媒体の屈折率を測定するための請求項1に記載の光学装置において、さ らに直角位相検出手段(M3,P3−P6)と共に位相遅延手段(15)を具備 したことを特徴とする光学装置。5. An optical device according to claim 1 for measuring the refractive index of a gaseous medium, Furthermore, it is equipped with phase delay means (15) as well as quadrature phase detection means (M3, P3-P6). An optical device characterized by: 6.気体媒体の屈折率の測定方法において、多色光線ビームを一対のコンポーネ ントビームに分割し、前記一対のコンポーネントビームの内の一方を2重容器セ ルの一方の容器を通過させてその一方のコンポーネントビームを予め決められた 光路を伝送させ、前記一対のコンポーネントビームの内の他方を2重容器セルの 他方の容器を通過させ、前記コンポーネントビームを結合し、その結合されたビ ームを色成分に分離し、前記第2の容器に前記気体媒体が入れられたとき干渉フ リンジの変化を測定することを特徴とする方法。6. In a method for measuring the refractive index of gaseous media, a polychromatic beam of light is connected to a pair of components. one of the pair of component beams is placed in a double container set. A predetermined The optical path is transmitted, and the other of the pair of component beams is sent to the double container cell. pass through the other container, combine the component beams, and remove the combined beam. an interference film when the gaseous medium is placed in the second container. A method characterized by measuring a change in a ring.
JP51263890A 1989-09-08 1990-09-07 Device for measuring the refractive index of gaseous media Pending JPH05500419A (en)

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