Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru równoleglosci plaszczyzn oraz gladkosci plaszczyzn przy uzyciu cieklych krysztalów przydatny zwlasz¬ cza do testowania szkla optycznego oraz szkla przeznaczonego do produkcji wskazników elektro- optycznych.Przy produkcji precyzyjnych ukladów optycznych i mechanicznych oraz przy produkcji wskazników elektrooptycznych bardzo waznym problemem jest okreslanie równoleglosci plaszczyzn oraz pomiar gladkosci plaszczyzn.Pomiaru gladkosci plaszczyzn dokonuje sie w znany sposób albo mechanicznie przy uzyciu od¬ powiednich wodzików mechanicznych sprzezonych ze wzmacniaczami przesuwu albo poprzez badanie i pomiar figur interferencyjnych swiatla odbitego.W przypadku znanych sposobów opartych na zja¬ wiskach intereferencyjnych konieczne jest uzywa¬ nie drugiej plaszczyzny o wzorcowej gladkosci, przy czym przynajmniej jedna z plaszczyzn, ba¬ dana lub wzorcowa, jest przezroczysta dla swiatla.Interferencyjny sposób pomiaru gladkosci po¬ wierzchni sprowadza sie do pomiaru równoleglosci dwu powierzchni: jednej badanej i drugiej wzor¬ cowej. Sposób ten jest efektywny tylko dla bar¬ dzo gladkich powierzchni badanych, których nie¬ równosci nie przekraczaja kilkunastu dlugosci fali swiatla, natomiast przy wiekszych nierównosciach pomiar mozliwy jest tylko dla bardzo malych po¬ wierzchni. Duze nierównosci powierzchni powoduja powstawanie odbic wielokrotnych i usrednienie /zanik/ zjawisk interferencji. W sposobie takim opartym na obserwacji klasycznych obrazów in¬ terferencyjnych, jak na przyklad w przypadku 5 prazków Newtona, odleglosc miedzy sasiednimi prazkami odpowiada róznicy grubosci szczeliny l Ah= -^, gdzie X jest dlugoscia fali swiatla uzytego do pomiaru. 10 Sposób wedlug wynalazku pomiaru równoleglosci plaszczyzn oraz gladkosci plaszczyzn opiera sie na zjawiskach interferencyjnych ale rózni sie me¬ chanizmem powstawania prazków interferencyj¬ nych. w Sposób pomiaru równoleglosci plaszczyzn lub gladkosci plaszczyzn metoda interferencyjna we¬ dlug wynalazku polega na tym, ze przestrzen po¬ miedzy dwoma plaszczyznami, z których przynaj¬ mniej jedna jest przezroczysta, wypelnia sie ply- 20 nem anizotropowym, którym jest ciekly krysztal o strukturze cholesterolowej i o znanym okresie struktury cholesterolowej L. Nastepnie warstwe cieklego krysztalu oswietla sie równolegla wiazka swiatla bialego lub monochromatycznego interferu- 25 jacego w tej warstwie. W powstalym obrazie in¬ terferencyjnym liczy sie ciemne prazki zawarte po¬ miedzy poszczególnymi punktami i na podstawie ilosci tych prazków okresla sie róznice grubosci warstwy miedzy punktami. W przypadku, gdy so swiatlo pada prostopadle do warstwy cieklego kry- 106 839106 839 sztalu to wzór okreslajacy róznice grubosci war¬ stwy miedzy dwoma punktami Ah ma postac: Ah=nL, gdzie n jest iloscia warstwie miedzy tymi punktami wyznaczona przez ilosc prazków inter¬ ferencyjnych, zas L jest okresem struktury chole¬ sterolowej wyznaczonym dowolnym sposobem dla danego cieklego krysztalu.Obraz interferencyjny otrzymany wedlug wyna¬ lazku powstaje wewnatrz warstwy cieklego kry¬ sztalu i moze byc obserwowany bezposrednio bez stosowania dodatkowych urzadzen optycznych lub tez moze byc w prosty sposób fotografowany. Na podstawie fotografii moga byc budowane modele topograficzne badanych powierzchni lub przestrzeni pomiedzy powierzchniami.Pomiaru równoleglosci dwu powierzchni i po¬ miaru gladkosci plaszczyzn za pomoca sposobu wedlug wynalazku dokonuje sie w ten sposób, ze przestrzen miedzy dwoma badanymi powierzchnia¬ mi lub badana plaszczyzna a powierzchnia plytki wzorcowej wypelnia sie cieklym krysztalem o strukturze cholesterolowej /niekoniecznie zwiazka¬ mi cholesterolu/, zorientowanym tak, ze os spirali cholesterolowej jest prostopadla do badanych po¬ wierzchni. Swiatlo przechodzace lub odbite od zorientowanej warstwy cholesterolowego cieklego krysztalu interferuje wewnatrz tej warstwy z wy¬ tworzeniem odpowiedniego wzoru wygaszen.Ze wzgledu na niezwykle duza aktywnosc op¬ tyczna cholesterolowych cieklych krysztalów me¬ chanizm powstawania interferencji rózni sie znacz¬ nie od mechanizmu interferencji w innych cien¬ kich warstwach. Swiatlo niespolaryzowane pada¬ jace na warstwe cholesterolowego cieklego krysz¬ talu rozchodzi sie w tej substancji jako — na ogól -r- spolaryzowane eliptycznie, przy czym polaryza¬ cje Jiniowa i kolowa rozpatrujemy jako przypadki szczególne polaryzacji eliptycznej. Jezeli warstwa cholesterolowego cieklego krysztalu znajduje sie miedzy dwoma powierzchniami ograniczajacymi, z których obie lub przynajmniej jedna z nich na¬ leza do substancji przezroczystych, to swiatlo po przejsciu przez powierzchnie graniczna i przez war¬ stwe cieklego krysztalu odbija sie od drugiej po¬ wierzchni granicznej, wraca przez warstwe ciekle¬ go krysztalu i interferuje z fala padajaca. Wa¬ runkiem interferencji jest zgodnosc faz fali pada¬ jac^ i fali, która dwa razy przeszla przez warstwe cieklokrystaliczna, te wzgledu na specjalny cha¬ rakter rozchodzenia sie fali swietlnej w osrodku o. skreconej strukturze cholesterolowej, relacja fa¬ zowa w falach rozchodzacych sie równolegle do osi spirali cholesterolowej i prowadzaca do inter¬ ferencyjnego wygaszenia swiatla wystepuje wtedy, gdy grubosc warstwy cieklokrystalicznej jest cal¬ kowita wielokrotnoscia okresu struktury spiral¬ nej L.W przypadku, gdy obie powierzchnie ogranicza¬ jace sa powierzchniami cial przezroczystych inter¬ ferencje obserwuje sie tak w swietle przechodza¬ cym jak i odbitym. Gdy zas jedna z powierzchni ograniczajacych nalezy do ciala nie przezroczy¬ stego, figury interferencyjne wywoluje sie jedy¬ nie w swietle odbitym.Substancje cieklokrystaliczna o strukturze chole¬ sterolowej i o zadanym okresie struktury L naj¬ korzystniej otrzymuje sie w postaci okreslonej mieszaniny estrów cholesterolu, np. pelargonianu cholesterylu z materialami nematycznymi, np. 5 p-n-metoksybenzylideno butyloanilina lub nema¬ tycznymi zwiazkami cyjanodwufenyli. Zamiast estrów cholesterolu do substancji nematycznych mozna dodawac substancji, które same nie ko¬ niecznie sa cieklymi krysztalami, ale powoduja 10 w nematykach cholesterolowe skrecenie struktury.Okres struktury cholesterolowej L materialu cieklokrystalicznego moze byc znaleziony wielu znanymi sposobami, np. przez pomiar mikrosko¬ powy w cienkiej nie zorientowanej warstwie. War- 15 stwa cholesterolowego cieklego krysztalu nie pod¬ dana oddzialywaniom orientujacym posiada widocz¬ na pod mikroskopem w swietle spolaryzowanym strukture okresowa przemiennie uszeregowanych jasnych i ciemnych prazków, których szerokosc 20 jest równa okresowi struktury L. Przez bezposred¬ ni pomiar szerokosci prazków za pomoca okularu pomiarowego uzyskuje sie szukana, charaktery¬ styczna dla uzywanej mieszaniny, wartosc L.Istote wynalazku wyjasnia rysunek, na którym 2i fig. 1 przedstawia schematyczny rysunek ciemnych prazków interferencyjnych powstajacych w swietle przechodzacym przez warstwe cieklokrystaliczna, umieszczona miedzy dwoma plaskimi plytkami szklanymi, fig. 2 jest fotografia tych prazków in- 30 terferencyjnych, natomiast fig. 3, przedstawia fo¬ tografie modelu trójwymiarowego, wykonanego na podstawie fotografii pokazanej na fig. 2. Na fig. 4, przedstawiona jest mikrofotografia warstwy chole¬ sterolowego cieklego krysztalu z widocznymi prze- 35 miennie uszeregowanymi jasnymi i ciemnymi pas¬ mami, których szerokosc jest równa okresowi struk¬ tury cholesterolowej L. Fig. 5, przedstawia sche¬ matyczny rysunek ukladu zorientowanej warstwy cholesterolowej 1 i powierzchni ograniczajacych 2 40 wraz z przechodzacym promieniem swiatla, przy czym promien padajacy 3 dzieli sie na promien przechodzacy bez odbicia 4 i na promien odbity 5 interferujacy z promieniem padajacym. Na fig. 5, odcinki poziome oznaczaja polozenie dlugich osi 45 molekul, przy czym konce odcinków oznaczone kreska poprzeczna wystaja ponad plaszczyzne ry¬ sunku. Kropka oznacza pionowe ustawienie mole¬ kuly. 50 Zastrzezenie patentowe Sposób pomiaru równoleglosci plaszczyzn oraz gladkosci plaszczyzn przy uzyciu cieklych kryszta- 55 lów znamienny tym, ze przestrzen pomiedzy dwo¬ ma plaszczyznami, z których przynajmniej jedna jest przezroczysta, wypelnia sie cieklym kryszta¬ lem o strukturze cholesterolowej i o znanym okre¬ sie struktury cholesterolowej L po czym warstwe 60 cieklego krysztalu oswietla sie swiatlem bialym lub monochromatycznym i na podstawie otrzyma¬ nego obrazu interferencyjnego wyznacza sie roz¬ klad grubosci warstwy cieklego krysztalu zawar¬ tego miedzy badanymi powierzchniami lub miedzy 65 badanymi powierzchniami i plytkami wzorcowymi.106 839 '/ i / ///. / 1A l ( i ) ^ N! "t --!_ ^^-XSx \\w\\ \ Flfi.1.%JSi * (Mil ;r106 839 1 ¦^ 1 5-1 ' J 1 ' - | Kr¥— - { H y I 1 . • ^ j i • i i i -¦ "i ? i j \ L N Fig. 5 Bltk 46/80 r. 95 egz. A4 Cena 45 zl PL