LT3848B - Method and device for measuring of a materials agsorbing coefficient - Google Patents

Method and device for measuring of a materials agsorbing coefficient Download PDF

Info

Publication number
LT3848B
LT3848B LTIP1996A LTIP1996A LT3848B LT 3848 B LT3848 B LT 3848B LT IP1996 A LTIP1996 A LT IP1996A LT IP1996 A LTIP1996 A LT IP1996A LT 3848 B LT3848 B LT 3848B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
light
intensity
measuring
mirror
sample
Prior art date
Application number
LTIP1996A
Other languages
Lithuanian (lt)
Inventor
Algirdas Audzijonis
Lina Audzijoniene
Donatas Balnionis
Edmundas Cijauskas
Antanas Stasiukynas
Raimundas Zaltauskas
Leonardas Zigas
Original Assignee
Algirdas Audzijonis
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Algirdas Audzijonis filed Critical Algirdas Audzijonis
Priority to LTIP1996A priority Critical patent/LT3848B/en
Publication of LTIP1996A publication Critical patent/LTIP1996A/en
Publication of LT3848B publication Critical patent/LT3848B/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Invention applies to optics and may be used for registering the material adsorption coefficient dependence on the wave length, temperature and other parameters. The invention aims to increase the precision of measurement of the material adsorption. The aim is achieved by the fact, that due to the proposed measurement method and the equipment all three quantities (l0 - light intensity directed onto the researched material, lτ - intensity of light passed through the researched material, lR - intensity of light reflected by the researched material) are measured together, and if the desired parameter changes an adsorption coefficient dependency on this parameter is set. The equipment itself consists of a monochromatic light source, an optical commutation device with the first mirror put in the way of the light source ray, in a way both outgoing rays form the above mentioned commutation device, and there are placed measuring chambers and a detector of light. In order to reverse the rays there are reflection prisms installed in each measuring chamber in the way of both rays. In the way of the ray between the reflection prisms, which directs the reflected ray form a sample to the detector, and the sample, the second mirror is placed.

Description

Išradimas priklauso optikos sričiai ir gali būti taikomas medžiagų absorbcijos koeficiento spektrinėms charakteristikoms matuoti, ypač tokioms, kurių spektras labai sudėtingas.The invention relates to the field of optics and can be applied to measure the spectral characteristics of the absorption coefficient of materials, especially those of very complex spectra.

Žinomas medžiagų absorbcijos koeficiento matavimo būdas, susidedantis iš krintančios į medžiagą šviesos intensyvumo lo matavimo, praėjusios medžiagą šviesos intensyvumo It matavimo, atsispindėjusios nuo medžiagos šviesos intensyvumo Ir matavimo ir, žinant medžiagos storį d, absorbcijos koeficiento K apskaičiavimo, taikant lygtį:A known method of measuring the absorption coefficient of substances, consisting of measuring the luminous intensity lo falling into the substance, measuring the luminous intensity It passed, reflecting the luminous intensity Ir, and, knowing the thickness of the substance d, calculating the absorption coefficient K using the equation:

K = i Inkilu d It kur lo - krintančios šviesos intensyvumas,K = i Inkilu d Where lo - the intensity of the incident light

Ir - atsispindėjusios šviesos intensyvumas,And - the intensity of the reflected light,

It - perėjusios šviesos intensyvumas, d - medžiagos storis.It is the intensity of transmitted light, d is the thickness of the material.

Žinomas medžiagų absorbcijos koeficiento matavimo įrenginys, sudarytas iš monochromatinio šviesos šaltinio, matavimo kameros bei šviesos detektoriaus (Spektrofotometras CO-46 - techninis aprašymas ir eksploatacinės instrukcijos, Leningradas, LOMO, 1982 m.).Known device for measuring the absorption coefficient of materials, consisting of a monochromatic light source, a measuring chamber and a light detector (Spectrophotometer CO-46 - technical description and operating instructions, Leningrad, LOMO, 1982).

Šio absorbcijos koeficiento matavimo būdo ir įrenginio didžiausias trūkumas tas, kad atskirai matuojant tris dydžius - krintančios šviesos intensyvumą Io, atsispindėjusios šviesos intensyvumą Ir ir praėjusios šviesos intensyvumą It - atsiranda sunkumų išlaikyti tas pačias sąlygas, pvz., temperatūrą, bangos ilgį ir pan.The main disadvantage of this absorption coefficient measurement method and device is that the difficulty of maintaining the same conditions, such as temperature, wavelength, etc., when measuring separately the three values - incident light intensity I o , reflected light intensity and transmitted light intensity It.

Artimiausias žinomas medžiagų absorbcijos koeficiento matavimo būdas, kurį sudaro periodiškas šviesos spindulio nukreipimas dviem optiškai ekvivalentiškais, tačiau skirtingais keliais, pastatymas bandinio viename iš paminėtų kelių, abiem keliais sklindančių spindulių nukreipimas į vieną tašką, kuriame vykdomas šviesos intensyvumo registravimas (Instrukcija po eksploatacii IK-Spektrofotometry SPECORD M80/85. Kombinat VEB CarlThe closest known method of measuring the absorption coefficient of materials, consisting of periodically directing a beam of light in two optically equivalent but different paths, is to direct the sample to one of the two path beams at a single point for recording intensity (IK-Spectrophotometry) SPECORD M80 / 85. Kombinat VEB Carl

Zeiss JENA, DDR, 1984, 9-122 p.). Vieno iš spindulių sklidimo kryptis pakeičiama taip, kad į detektorių periodiškai patektų atsispindėję nuo bandinio ir įkritę į tiriamąją medžiagą šviesos spinduliai. Šių signalų santykis yra proporcingas šviesos atspindžio koeficientui R. Absorbcijos koeficientas K apskaičiuojamas taikant lygtį:Zeiss JENA, DDR, 1984, pp. 9-122). The direction of propagation of one of the beams shall be varied such that periodic beams of light reflected from the sample and incident on the test substance are introduced into the detector. The ratio of the following signals is proportional to the reflectance R. The absorption coefficient K is calculated using the equation:

K^lln.1 -R, dK ^ lln. 1 - R , d

kur d - bandinio storis,where d is the thickness of the sample,

R - šviesos atspindžio koeficientas,R is the reflectance of the light,

T - šviesos pralaidumo koeficientas.T - light transmission coefficient.

Artimiausias žinomas medžiagų absorbcijos koeficiento matavimo įrenginys sudarytas iš monochromatinės šviesos šaltinio, jo spindulio kelyje pastatyto komutatoriaus su pirmuoju slankiojančiu veidrodėliu, matavimo kameros, išėjimo komutatorius su antru slankiojančiu veidrodėliu ir šviesos detektoriaus (Instrukcija po eksploatacii IK-Spektrofotometry SPECORD M80/85. Kombinat VEB Carl Zeiss JENA, DDR, 1984,9-122 p.).The closest known apparatus for measuring the absorption coefficient of materials consists of a monochromatic light source, a beam-mounted commutator with a first slide mirror, a measuring chamber, an output switch with a second slide mirror, and a light detector (Instructions for use IK-Spectrophotometry SPECORD M80 / 85. Zeiss JENA, DDR, 1984,9-122).

Šio absorbcijos koeficiento matavimo būdo ir įrenginio didžiausias trūkumas tas, kad atskirai matuojami šviesos atspindžio koeficientas R ir šviesos pralaidumo koeficientas T. Šis trūkumas ypač reikšmingas matuojant absorbcijos koeficientą segnetoelektrikuose superlaidininkuose fazinių virsmų srityje, kur yra stipri atspindžio koeficiento R ir pralaidumo koeficiento T priklausomybė nuo temperatūros, kurios maži pokyčiai atskiruose matavimuose duoda didelius matuojamų dydžių skirtumus.The main disadvantage of this absorption coefficient measurement method and device is the separate measurement of the light reflectance R and the light transmission coefficient T. This disadvantage is particularly significant for the measurement of the absorption coefficient of segmented electric superconductors in phase transitions where there is a strong temperature dependence of , which small variations in individual measurements result in large differences in the measured values.

Išradimo tikslas - padidinti medžiagų absorbcijos koeficiento matavimo tikslumą.The object of the invention is to increase the accuracy of measuring the absorption coefficient of materials.

Šis tikslas pasiekiamas medžiagų absorbcijos koeficiento matavimo būdu, susidedančiu iš monochromatinės šviesos spindulio komutavimo dažniu ω dviem skirtingais keliais, šviesos detektavimo ir medžiagų absorbcijos koeficiento apskaičiavimo taikant formulę. Skirtingais keliais atėję spinduliai matavimo kameroje sukeičiami vietomis. Spindulių susikirtimo vietoje statomas bandinys ir spinduliai dažniu ω, bet užskubančiu faze 1/3 T, kur T 3 periodas, komutuoja j detektorių, o medžiagų absorbcijos koeficientas skaičiuojamas pagal formulę:This objective is achieved by measuring the absorption coefficient of the substances, consisting of a monochromatic light-beam commutation frequency ω in two different paths, by detecting the light and calculating the absorption coefficient of the substances by applying the formula. The rays coming in different paths are reversed in the measuring chamber. At the intersection of the beams, a sample and beams are coupled to the detector at a frequency ω, but in the accelerating phase of 1/3 T, where T 3 is a period, and the absorption coefficient of the materials is given by:

K = i ln d V kur d - bandinio storis,K = i ln d V where d is the thickness of the sample,

Io - krintančios šviesos intensyvumas,Io - intensity of incident light,

IR - atsispindėjusios šviesos intensyvumas,I R is the intensity of reflected light,

It - perėjusios šviesos intensyvumas.It is the intensity of transmitted light.

Šis tikslas medžiagų absorbcijos koeficiento matavimo įrenginyje, susidedančiame iš monochromatinės šviesos šaltinio, jo spindulio kelyje patalpinto optinio komutatoriaus su pirmu veidrodėliu, abiejų iš minėto komutatoriaus išeinančių spindulių kelyje patalpintos matavimo kameros bei šviesos detektoriaus ir antrojo veidrodėlio. Matavimo kameroje abiejų spindulių kelyje po atspindžio prizmę, keičiančią spindulius vietomis. Spindulio kelyje tarp tos atspindžio prizmės, kuri kreipia nuo bandinio atsispindėjusį spindulį į detektorių, ir bandinio talpinamas antrasis veidrodėlis.This object is a device for measuring the absorption coefficient of a substance consisting of a monochromatic light source, an optical switch with a first mirror positioned on its path, a measuring chamber and a light detector located on the path of both outgoing radiators and a second mirror. In the measuring chamber, the path of both beams follows a prism of reflection that alternates between beams. In the path of the beam, a second mirror is placed between the reflection prism that directs the beam reflected from the sample to the detector and the sample.

Siūlomo medžiagų absorbcijos koeficiento matavimo būdo ir įrenginio dėka visi trys matuojami dydžiai (krintančios į bandinį šviesos intensyvumas Io, perėjusios bandinį šviesos intensyvumas It ir atsispindėjusios nuo bandinio šviesos intensyvumas Ir) matuojami kartu ir keičiant norimą parametrą (bangos ilgį, temperatūrą ir pan.) nustatome absorbcijos koeficiento priklausomybę nuo šio parametro.Due to the proposed method and device for measuring the material absorption coefficient, all three measured values (incident light intensity Io, transmitted light intensity It and reflected light intensity Ir) are measured together and by changing the desired parameter (wavelength, temperature, etc.) dependence of the absorption coefficient on this parameter.

Išradimas iliustruojamas brėžiniais, kur Fig. 1 vaizduoja įrenginio struktūrinę schemą, Fig. 2 - pirmojo ir antrojo veidrodėlio slankiojimo amplitudžių laiko diagramos.The invention is illustrated in the drawings, in which FIGS. 1 is a block diagram of the device, FIG. 2 - Time diagrams of the sliding amplitudes of the first and second mirrors.

Medžiagų absorbcijos koeficiento matavimo būdas susideda iš monochromatinės šviesos spindulio komutavimo dažniu ω dviem skirtingais keliais į matavimo kamerą, kurioje skirtingais keliais atėję minėti spinduliai sukeičiami vietomis. Tų spindulių kelių susikirtimo vietoje talpinamas bandinys ir spinduliai dažniu ω, bet užskubančiu faze 1/3 T (kur T - periodas) komutuojami, detektuojami ir pagal gautus šviesos intensyvumus medžiagų absorbcijos koeficientas K apskaičiuojamas pagal lygtį (1):The method of measuring the absorption coefficient of materials consists of a monochromatic beam of light switching at a frequency ω of two different paths into a measuring chamber in which the said paths are alternately displaced by different paths. At the intersection of these beams, the sample and the beams are commutated, detected at the frequency ω, but in the accelerating phase 1/3 T (where T is the period), and the absorbance K of the materials is calculated from the light intensities obtained by equation (1):

K = Ilnkrlg^ d It kur d - bandinio storis, lo - krintančios šviesos intensyvumas,K = Ilnkrlg ^ d Where d is the thickness of the sample, lo is the intensity of the incident light,

Ir - atsispindėjusios šviesos intensyvumas,And - the intensity of the reflected light,

IT - perėjusios šviesos intensyvumas.I T - intensity of transmitted light.

Siūlomą įrenginį sudaro monochromatinis šviesos šaltinis 1, šviesos spindulio komutatorius 2, kreipiantis spindulį dviem skirtingais keliais, pirmasis slankiojantis veidrodėlis 3, matavimo kameroje 4 esančios dvi atspindžio prizmės 5 ir 6, sukeičiančios spindulių skilimo kelius vietomis, antrasis slankiojantis veidrodėlis 7, šviesos detektorius 8 (Fig. 1). Tiriamasis bandinys 9 talpinamas dviejų spindulių susikirtimo vietoje.The proposed device comprises a monochromatic light source 1, a light beam commutator 2 guiding the beam in two different paths, a first sliding mirror 3, two reflection prisms 5 and 6 in the measuring chamber 4 alternating beam paths, a second sliding mirror 7, a light detector 8 ( Figure 1). The test sample 9 is placed at the intersection of the two beams.

Medžiagų absorbcijos koeficiento matavimo būdas realizuojamas šiuo būdu: monochromatinės šviesos spindulys, išėjęs iš šviesos šaltinio 1, patenka į šviesos spindulio komutatorių 2, kuriame įtaisytas pirmasis, slankiojantis dažniu ω, veidrodėlis 3, kuriuo spindulys periodiškai kreipiamas vienu ar kitu sklidimo keliu į matavimo kamerą 4. Matavimo kameroje dviem atspindžio prizmėmis 5 ir 6, patalpintomis abiejuose galimuose šviesos sklidimo keliuose, šviesos spindulių sklidimo keliai sukeičiami vietomis ir antruoju veidrodėliu 7, slankiojančiu tuo pačiu dažniu ω, kaip ir pirmasis veidrodėlis 3, bet skirtinga pradine faze, kreipiami skirtingais keliais atėję spinduliai į šviesos detektoriųThe method of measuring the absorption coefficient of the materials is realized as follows: the ray of monochromatic light emitted from the light source 1 enters the light beam commutator 2 having a first mirror sliding at frequency ω, which periodically guides the beam into one or another propagation path 4 In the measuring chamber, two reflection prisms 5 and 6, located on each of the two possible paths of light propagation, are reversed and the second mirror 7 sliding at the same frequency ω as the first mirror 3 but with different initial phases, to the light detector

8. Tiriamasis bandinys 9 talpinamas matavimo kameroje 4, spindulių susikirtimo vietoje.8. The test sample 9 is placed in the measuring chamber 4 at the intersection of the beams.

Laiko momentu ti veidrodėlis 3 yra spindulio sklidimo kelyje, o veidrodėlis 6 - ne. Tuomet spindulys iš šviesos šaltinio 1 į detektorių 8 patenka pereidamas tiriamąjį bandinį 9 ir jo intensyvumas It (Fig. 2).At a time point ti, mirror 3 is in the path of beam propagation and mirror 6 is not. Then the beam from the light source 1 to the detector 8 passes through the test sample 9 and its intensity It (Fig. 2).

Laiko momentu t2 veidrodėlis 3 patraukiamas iš spindulių sklidimo kelio, o veidrodėlis 6 yra spindulio sklidimo kelyje. Tuomet šviesos spindulio, patenkančio į detektorių 8, intensyvumas Iq.At time t 2, the mirror 3 is pulled out of the beam path, and the mirror 6 is in the beam path. The intensity of the light beam entering the detector 8 is then Iq.

Laiko momentu t3 veidrodėliai 3 ir 6 patraukti iš spindulių sklidimo kelio. Šviesos spindulys iš šviesos šaltinio 1 į detektorių 8 patenka atsispindėdamas nuo bandinio 9 ir jo intensyvumas Ir.At time t3, mirrors 3 and 6 are pulled out of the beam path. The light beam from the light source 1 to the detector 8 is reflected by the sample 9 and its intensity Ir.

Pagal detektuotus intensyvumus It, Io, Ir ir įvertina absorbcijos 5 koeficientus panaudojant (1) lygtį.Based on the detected intensities It, Io, Ir and, estimate the absorption coefficients by using equation (1).

Tokiu būdu siūlomo matavimo būdo ir įrenginio dėka visi trys matuojami dydžiai (krintančios į tiriamąją medžiagą šviesos intensyvumas - Io perėjusios tiriamąją medžiagą šviesos intensyvumas - It ir atsispindėjusios nuo tiriamos medžiagos šviesos intensyvumas - Ir) matuojami kartu, dėl to eliminuojama paklaida, atsirandanti dėl skirtingų sąlygų ir padidinamas absorbcijos koeficiento matavimo tikslumas.In this way, due to the proposed measurement method and device, all three measured quantities (luminous intensity incident to the test substance - luminous intensity passed through the test substance - It and reflected light from the test substance - Ir) are measured together, thus eliminating the error resulting from different conditions. and increases the measurement accuracy of the absorption coefficient.

Claims (2)

1. Medžiagų absorbcijos koeficiento matavimo būdas, susidedantis išA method for measuring the absorption coefficient of substances consisting of 5 monochromatinės šviesos spindulio komutavimo dažniu ω dviem skirtingais keliais, šviesos detektavimo ir medžiagų absorbcijos koeficiento apskaičiavimo taikant formulę, besiskiriantis tuo, kad skirtingais keliais atėjusius spindulius matavimo kameroje sukeičia vietomis, spindulių susikirtimo vietoje stato bandinį ir spindulius dažniu ω, užskubančiu faze 1/3 T, kur T - periodas,5 monochromatic light beam commutation frequency ω in two different paths, the light detection and material absorption coefficient calculated using the formula, in which the different paths are rotated in the measuring chamber, the specimen at the intersection of the beam and rays at a frequency of 1/3 T , where T is the period, 10 komutuoja į detektorių, o medžiagų absorbcijos koeficientą skaičiuoja pagal formulę:10 switches to the detector and calculates the absorption coefficient of the substances according to the formula: K = i ln ItU-Lb, d It kur d - bandinio storis,K = i ln ItU-Lb, d Where d is the thickness of the sample, Io - krintančios šviesos intensyvumas,Io - intensity of incident light, Ir - atsispindėjusios šviesos intensyvumas,And - the intensity of the reflected light, It - perėjusios šviesos intensyvumas.It is the intensity of transmitted light. 2. Medžiagų absorbcijos koeficiento matavimo įrenginys, susidedantis iš monochromatinės šviesos šaltinio, jo spindulio kelyje patalpinto optinio komutatoriaus su pirmu veidrodėliu, abiejų iš minėto komutatoriaus išeinančių spindulių kelyje patalpintos matavimo kameros bei šviesos2. A device for measuring the absorption coefficient of a material, consisting of a monochromatic light source, an optical commutator mounted on its beam path and a first mirror, both measuring cameras located on the path of the outgoing beam of said switch, and 20 detektoriaus ir antrojo veidrodėlio, besiskiriantis tuo, kad matavimo kameroje abiejų spindulių kelyje yra po atspindžio prizmę, keičiančią spindulius vietomis, spindulio kelyje tarp tos atspindžio prizmės, kuri kreipia nuo bandinio atsispindėjusį spindulį į detektorių, ir bandinio patalpintas antrasis veidrodėlis.20 a detector and a second mirror, wherein the measuring chamber includes a reflector alternating beams along the path of both beams, in the beam path between the reflection prism that guides the beam reflected from the sample to the detector and a second mirror housed in the sample.
LTIP1996A 1994-07-12 1994-07-12 Method and device for measuring of a materials agsorbing coefficient LT3848B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LTIP1996A LT3848B (en) 1994-07-12 1994-07-12 Method and device for measuring of a materials agsorbing coefficient

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LTIP1996A LT3848B (en) 1994-07-12 1994-07-12 Method and device for measuring of a materials agsorbing coefficient

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LTIP1996A LTIP1996A (en) 1996-01-25
LT3848B true LT3848B (en) 1996-04-25

Family

ID=19721390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LTIP1996A LT3848B (en) 1994-07-12 1994-07-12 Method and device for measuring of a materials agsorbing coefficient

Country Status (1)

Country Link
LT (1) LT3848B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LT4710B (en) 1998-12-23 2000-10-25 Algirdas Audzijonis An optic device for the investigations of phase transitions in crystals

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LT4710B (en) 1998-12-23 2000-10-25 Algirdas Audzijonis An optic device for the investigations of phase transitions in crystals

Also Published As

Publication number Publication date
LTIP1996A (en) 1996-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4999014A (en) Method and apparatus for measuring thickness of thin films
US5255075A (en) Optical sensor
EP0057718A1 (en) Method and apparatus for photometric detection in fluids
US7064828B1 (en) Pulsed spectroscopy with spatially variable polarization modulation element
KR100340457B1 (en) Circular Dichroism, Optical Rotation and Absorption Spectrum Measurement Methods and Dichometers
EP0176826A2 (en) Method and apparatus for dual-beam spectral transmission measurements
LT3848B (en) Method and device for measuring of a materials agsorbing coefficient
US4555178A (en) Method for the measurement of the difference in the optical properties dependent on the light direction of two samples
US7295325B2 (en) Time-resolved measurement technique using radiation pulses
US5751419A (en) Optical delay apparatus
JPH0694602A (en) Spectral photographing device for detecting absorption of modulated electromagnetic wave based on ultrasonic wave
CA2173564C (en) Method of and device for measuring the refractive index of wafers of vitreous material
RU2247969C1 (en) Spectral ellipsometer
SU823989A1 (en) Device for measuring absolute reflection and transmission factors
SU813204A1 (en) Device for measuring absolute reflection factor
KR102693325B1 (en) Multifunctional ellipsometer
KR102029824B1 (en) Multi channel optical profiler based on ellipsometry
SU1055973A1 (en) Spectral photometer
SU1483286A1 (en) Interference spectral instrument
RU1824547C (en) Reflectometer for concave mirrors
SU914943A1 (en) Apparatus for measuring spectral reflectances
SU408159A1 (en) DOUBLE-BLOCK PHOTOMETER
RU2033603C1 (en) Method of measurement of reflection factor
SU1045004A1 (en) Anisotropic material polarization property investigation device
RU2172945C2 (en) Gear measuring transmission coefficient of optical plate

Legal Events

Date Code Title Description
MM9A Lapsed patents

Effective date: 19990712