PL67895B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 02.Y.1969 (P. 133 336) 19.VII.1973 67895 KI. 42h,17/02 MKP GOlj 1/22 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Wieslaw Borkowski, Maksymilian Pluta, Ma¬ ciej Popielas Wlasciciel patentu: Centralne Laboratorium Optyki, Warszawa (Polska) Fotometr do przyrzadów obserwacyjnych, glównie mikroskopów Wynalazek dotyczy fotometru do przyrzadów obserwacyjnych, glównie mikroskopów, umozliwia¬ jacego jednoczesna obserwacje badanego przed¬ miotu i przyslony pomiarowej ograniczajacej foto- metrowany obszar.Obecnie znanych jest kilka rozwiazan fotomet¬ rów, w których obraz badanego przedmiotu tworzy sie w plaszczyznie przyslony pomiarowej i jest ogladany przez specjalny uklad wizualny.W najprostszym znanym ukladzie wiazka swietl¬ na wychodzaca z przyrzadu obserwacyjnego, na przyklad mikroskopu, jest kierowana do ukladu pomiarowego i wizualnego poprzez element swiat- lodzielacy, przy czym obserwator nie widzi obrazu przyslony pomiarowej na tle obrazu przedmiotu.Wielkosc przyslony pomiarowej wyznaczaja odpo¬ wiednie znaki na plytce ogniskowej umieszczonej w ukladzie wizualnym fotometru. Moze to prowa¬ dzic do mylnych pomiarów w razie rozjustowania ukladu. Uzytkownik nigdy nie moze byc pewien, czy obszar oznaczony na plytce ogniskowej ukla¬ du wizualnego fotometru dokladnie odpowiada ob¬ szarowi fotometrowanemu.Innym rozwiazaniem, pozwalajacym juz na jed¬ noczesna obserwacje badanego przedmiotu i przy¬ slony pomiarowej, jest uklad, w którym wiazka wychodzaca z przyrzadu obserwacyjnego zostaje skupiona w plaszczyznie skosnie ustawionej przy¬ slony pomiarowej, która jest powierzchnia odbi¬ jajaca z otworkiem odpowiadajacym obszarowi fo- 2 tometrowanemu. Dzieki takiemu ustawieniu zwier¬ ciadlana przyslona pomiarowa cale swiatlo odbite od niej kieruje do ukladu wizualnego fotometru.Obserwator widzi na tle obrazu badanego obiektu 5 ciemna plamke, która wyznacza fotometrowany obszar. Opisany uklad znany jest jako tak zwany fotometr refleksyjny. Uklad ten ma nastepujace niedogodnosci: obraz przyslony pomiarowej jest ciemny i w jego polu nie widac fotometrowanego 10 fragmentu obiektu, plaszczyzna przyslony pomia¬ rowej nie pokrywa sie z plaszczyzna obrazowa przedmiotu i w rzeczywistosci fotometrowany ob¬ szar jest rzutem przyslony pomiarowej na plasz¬ czyzne obrazu przedmiotu. 15 Modyfikacja opisanego fotometru refleksyjnego polega na tym, ze wiazka wychodzaca z przyrzadu obserwacyjnego przechodzi przez element swiatlo- dzielacy, zostaje skupiona w plaszczyznie zwiercia¬ dlanej przyslony pomiarowej, a po odbiciu od niej 20 wraca ta sama droga i poprzez wymieniony juz element swiatlodzielacy jest kierowana do ukladu wizualnego fotometru. Obserwator widzi na tle obrazu badanego przedmiotu ciemna plamke wy¬ znaczajaca fotometrowany obszar. Prostopadle usta- 25 wienie plaszczyzny przyslony pomiarowej w tym ukladzie do osi wiazki swietlnej wychodzacej z przyrzadu obserwacyjnego pociagnelo za soba ko¬ niecznosc wprowadzenia elementu swiatlodziela- cego, co w efekcie spowodowalo, ze tylko okolo 30 50% swiatla wychodzacego z przyrzadu obserwa- 67 89567895 3 4 cyjnego dociera do ukladu pomiarowego, a tylko 25% do ukladu wizualnego. Element swiatlodziela- cy umozliwia powrót do ukladu przyrzadu obser¬ wacyjnego czesci swiatla odbitego od przyslony zwierciadlanej, co powoduje dodatkowe rozprosze¬ nie swiatla w przyrzadzie.Znany jest równiez uklad, w którym wiazka swietlna wychodzaca iz przyrzadu obserwacyjne¬ go zostaje rozdzielona elementem swiatlodzielacym na wiazke przechodzaca do ukladu pomiarowego i wiazke odbita, biegnaca do ukladu wizualnego fotometru. Wiazka przechodzaca do ukladu pomia¬ rowego zostaje skupiona w plaszczyznie podswiet¬ lonej od tylu przyslony pomiarowej. Tak wiec ob¬ serwator widzi na tle obrazu badanego przedmiotu jasna plamke (obraz przyslony pomiarowej) odpo¬ wiadajaca fotometrowanemu obszarowi. Uklad ten posiada, ze wzgledu na izastosowanie elementu swiatlodzielacego, podobne mankamenty jak uklad poprzedni. Ponadto zastosowanie specjalnego o- swietlacza do oswietlania przyslony pomiarowej komplikuje uklad i wymaga albo dodatkowych czynnosci przy fotometrowaniu albo zastosowania specjalnego lustra o selektywnej przepuszczalnosci i odbiciu.Celem wynalazku jest zrealizowanie fotometru umozliwiajacego jednoczesna obserwacje fotometro- wanego przedmiotu i przyslony pomiarowej, nie posiadajacego wyzej wymienionych niedogodnosci dotychczas znanych rozwiazan.Cel ten osiagnieto dzieki zastosowaniu w foto¬ metrze wedlug wynalazku polaryzatorów interfe¬ rencyjnych lub innych elementów umozliwiajacych otrzymanie dwóch rozdzielnych wiazek swietlnych liniowo spolaryzowanych oraz plytek obracajacych kierunek drgan swiatla i zmieniajacych rodzaj po¬ laryzacji swiatla z liniowej na kolowa. Obrazy przyslony pomiarowej i badanego przedmiotu zo¬ staja utworzone przez dwie wiazki swietlne linio¬ wo spolaryzowane, o wzajemnie prostopadlych kierunkach drgan swiatla i nastepnie nalozone na siebie celem jednoczesnej obserwacji.Dla otrzymania dwóch rozdzielnych wiazek swietlnych liniowo spolaryzowanych stosuje sie polaryzatory szklane ze stosem cienkich warstw in¬ terferencyjnych, zwane polaryzatorami interferen¬ cyjnymi lub inne, na przyklad polaryzatory szkla¬ ne z plasko-równolegla plytka dwójlomna, lub po¬ laryzatory wykonane z krysztalów dwójlomnych typu Nicola. Dla odwzorowania obrazu przyslony pomiarowej wprowadza sie do ukladu fotometru plytki obracajace kierunek drgan swiatla.Przez wprowadzenie filtru polaryzacyjnego w bieg promieni swietlnych w ukladzie wizualnym fotometru i jego obrót uzyskano mozliwosc zmiany stosunku luminacji obrazów przyslony pomiarowej i badanego przedmiotu, az do calkowitego wyga¬ szenia jednego z obrazów. Stosowanie swiatla spo¬ laryzowanego umozliwilo wyeliminowanie swiatla szkodliwego, biegnacego z powrotem do przyrzadu obserwacyjnego.Fotometr wedlug wynalazku daje szereg korzys¬ ci technicznych. Umozliwia on jednoczesna obser¬ wacje badanego przedmiotu i przyslony pomiaro¬ wej, pozwala na regulowanie jasnosci plamki po¬ miarowej, az do usuniecia jej z pola widzenia wlacznie, w znacznym stopniu zmniejsza straty swietlne w przyrzadzie w stosunku do rozwiazan z typowymi elementami swiatlodzielacymi. Jedno- 5 czesnie eliminuje niekorzystne zjawisko przecho¬ dzenia czesci swiatla z fotometru do przyrzadu obserwacyjnego. Fotometr wedlug wynalazku dzie¬ ki zastosowaniu polaryzatora interferencyjnego po- izwala wyeliminowac typowe elementy polaryza¬ cyjne na przyklad polaroidy, co moze miec istot¬ ne znaczenie przy badaniach w swietle spolaryzo¬ wanym i badaniach interferencyjnych.Fotometr wedlug wynalazku jest dokladnie wy¬ jasniony na podstawie jego przykladu wykonania.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ukladu optycznego fotometru, fig. 2 — schemat ukladu odmiany fotometru.Fotometr wedlug wynalazku uwidoczniony na fig. 1 posiada jeden polaryzator interferencyjny Pi i dwa uklady optyczne: pomiarowy i wizualny o osiach wzajemnie prostopadlych. Na dwóch scia¬ nach bocznych polaryzatora interferencyjnego Pi znajduja sie plytki Ci i C2 zmieniajace kierunek polaryzacji przechodzacej przez nie wiazki swietl¬ nej. ^Zewnetrzna powierzchnia plytki Ci jest zwier¬ ciadlem.Uklad pomiarowy fotometru sklada sie z so¬ czewki Si ustawionej pomiedzy polaryzatorem in¬ terferencyjnym Pi (od strony przyklejonej plyt¬ ki C2) a przyslona pomiarowa Di z powierzchnia zwierciadlana. Za przyslona Di znajduje sie uklad pomocniczy S2 z filtrem swietlnym F, a za nim ustawiony jest fotoelektryczny odbiornik K. Uklad wizualny fotometru sklada sie z wziernika Wz i ustawionego za nim filtru polaryzacyjnego PI.W sklad wziernika wchodzi soczewka S3 i okular S5 oraz ustawiona pomiedzy nimi plytka ognis¬ kowa P0.Odmiana fotometru wedlug wynalazku uwidocz¬ niona na fig. 2 posiada dwa polaryzatory interfe¬ rencyjne Pi i P2, oraz analogicznie jak poprzednio dwa uklady optyczne: pomiarowy i wizualny. Uklad wizualny ma budowe taka sama jak w fotometrze przedstawionym na fig. 1. Na jednej ze scian bocz¬ nych polaryzatora interferencyjnego Pi znajduje sie plytka Ci zmieniajaca kierunek polaryzacji przechodzacej przezen wiazki swietlnej. W ukla¬ dzie pomiarowym za polaryzatorem interferencyj¬ nym Pi umieszczona jest soczewka Si, a za nia przyslona pomiarowa D2, która jest od tylu pod¬ swietlona poprzez zarówke Z2, soczewke S4 i po¬ laryzator P2. Na scianie bocznej polaryzatora P2 znajduje sie plytka C2 zmieniajaca rodzaj polary¬ zacji swiatla. Za polaryzatorem P2 (od strony przy¬ klejonej plytki C2) znajduje sie analogiczny jak w fotometrze przedstawionym na fig. 1, uklad po¬ mocniczy S2 z filtrem swietlnym F i fotoelektrycz¬ ny odbiornik K.Na fig. 1 i 2 uwidoczniony jest równiez okular Oki przyrzadu obserwacyjnego w którym zastoso¬ wano fotometr wedlug wynalazku.Dzialanie fotometru przedstawionego na fig. 1 jest nastepujace.Wychodzaca z okulara Oki przyrzadu obserwa- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 605 W 893 6 cyjnego wiazka swietlna pada na polaryzator in¬ terferencyjny Pi i zostaje spolaryzowana na dwie wiazki swietlne: przechodzaca (uklad pomiarowy) i odbita (uklad wizualny) o jednakowych i wza¬ jemnie prostopadlych kierunkach polaryzacji.W ukladzie wizualnym wiazka swietlna spola¬ ryzowana liniowo przez odbicie w polaryzatorze Pi przechodzi dwukrotnie przez plytke Ci z powierz¬ chnia zwierciadlana, która zmienia kierunek pola¬ ryzacji o 90° i po przejsciu przez polaryzator Pi zostaje skupiona za pomoca soczewki S3 w plasz¬ czyznie plytki ogniskowej P0. Obraz badanego przedmiotu na plytce ogniskowej P0 obserwowany jest przez okular S5 wziernika Wz. W ukladzie po¬ miarowym soczewka Si odwzorowuje obraz przed¬ miotu badanego w plaszczyznie przyslony pomiaro¬ wej Di. Swiatlo spolaryzowane polaryzatorem Pi przechodzi przez plytke C2 i po odbiciu od po¬ wierzchni zwierciadlanej przyslony Di wraca z po¬ wrotem do ukladu zlozonego z plytki C2 i polary- zatora Pi. Swiatlo to zostaje calkowicie odbite w kierunku wziernika Wz i skupione soczewka S3 na plytce ogniskowej P0. W ten sposób na plytce ogniskowej P0 nakladaja sie dwa obrazy: badane¬ go przedmiotu i badanego przedmiotu wraz z przy¬ slona pomiarowa, utworzone przez dwie wiazki o wzajemnie prostopadlych kierunkach drgan swia¬ tla. Za przyslona Di znajduje sie uklad pomoc¬ niczy S2, który lacznie z soczewka St odwzorowu¬ je zrenice wyjsciowa mikroskopu w plaszczyznie wejsciowej odbiornika fotoelektrycznego K (na przyklad na katodzie fotopowielacza).Dzialanie odmiany fotometru pokazanej na fig. 2 jest nastepujace. Analogicznie jak w fotometrze przedstawionym na fig. 1, wychodzaca z okulara Oki wiazka swietlna zostaje spolaryzowana przez polaryzator interferencyjny Pi na dwie wiazki swietlne: przechodzaca i odbita.W ukladzie wizualnym wiazka swietlna spola¬ ryzowana liniowo przez odbicie w polaryzatorze Pi zostaje skupiona za pomoca soczewki S3 w plaszczyznie plytki ogniskowej Po. W ukladzie pomiarowym soczewka Si odwzorowuje obraz przedmiotu badanego w plaszczyznie przyslony pomiarowej D2. Przyslona D2 podswietlona jest od tylu swiatlem liniowo spolaryzowanym przez odbicie w polaryzatorze P2. Kierunek polaryzacji tej wiazki jest prostopadly do kierunku polaryza¬ cji wiazki przechodzacej przez polaryzator Pi.Wiazka swiatla po odbiciu od polaryzatora Pi (w biegu odwrotnym) przechodzi nastepnie dwu¬ krotnie przez plytke Ci z powierzchnia zwier¬ ciadlana, który zmienia kierunek polaryzacji o 90° i po przejsciu przez polaryzator Pi zostaje sku¬ piona za pomoca soczewki S3 w plaszczyznie plytki ogniskowej Po.Obserwator widzi na plytce ogniskowej Po jed¬ noczesnie dwa obrazy: przyslony pomiarowej D2 i badanego przedmiotu. Polaryzator P2 znajdujacy sie za przyslona pomiarowa D2 przepuszcza wiaz¬ ke przechodzaca przez polaryzator Pi, która prze¬ chodzac przez uklad pomocniczy S2 lacznie z so¬ czewka Si, odwzorowuje obraz zrenicy wyjscio¬ wej mikroskopu w plaszczyznie wejsciowej odbior¬ nika fotoelektrycznego K, podobnie jak w przy¬ kladzie na fig. 1.W obu przykladach wykonania fotometru we¬ dlug wynalazku (fig. 1 i fig. 2) przed odbiornikiem fotoelektrycznym K ustawiony jest filtr swietlny F dla wybrania okreslonej dlugosci fali swiatla uzy¬ tego do pomiaru. W bieg promieni w ukladzie wizualnym wprowadzony jest filtr polaryzacyjny PI z mozliwoscia jego wylaczenia i obrotu, przez co dokonuje sie zmiany stosunku luminacji obra¬ zów przyslony pomiarowej i przedmiotu badane¬ go, az do calkowitego wygaszenia jednego z obra¬ zów wlacznie. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Fotometr do przyrzadów obserwacyjnych, glównie mikroskopów, umozliwiajacy jednoczesna obserwacje badanego przedmiotu i przyslony po¬ miarowej ograniczajacej fotometrowany obszar zna¬ mienny tym, ze zaopatrzony jest w polaryzator (Pi) umozliwiajacy otrzymanie dwóch rozdzielnych wia¬ zek swietlnych liniowo spolaryzowanych, w plytki (Ci i C2) obracajace kierunek drgan swiatla przy dwukrotnym przejsciu przez nie wiazki swietlnej i zmieniajace rodzaj polaryzacji swiatla z liniowej na kolowa przy jednokrotnym przejsciu przez nie wiazki swietlnej, dla odwzorowania obrazu przy¬ slony pomiarowej na tle obrazu badanego przed¬ miotu oraz w filtr polaryzacyjny (PI) umieszczo¬ ny w ukladzie wizualnym z mozliwoscia jego wy¬ laczenia i obrotu, przez co dokonuje sie zmiany stosunku luminacji obrazów przyslony pomiarowej i przedmiotu badanego az do calkowitego wyga¬ szenia jednego z obrazów wlacznie.

2. Fotometr wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze polaryzator (Pi) i plytki (Ci i C2) zmieniajace rodzaj polaryzacji swiatla umieszczone sa przed zwierciadlana przyslona pomiarowa (Di).

3. Odmiana fotometru — wedlug zastrz. 1, 2 znamienna tym, ze zawiera drugi polaryzator (P2), który wraz z plytka (C2) zmieniajaca rodzaj po¬ laryzacji swiatla umieszczony jest pomiedzy przy¬ slona pomiarowa (D2) i odbiornikiem fotoelektrycz¬ nym (K). 10 15 20 25 30 35 40 45KI. 42h,17/02 67 895 MKP GOlj 1/22 Fig. 1KI. 42h,17/02 67 895 MKP GOlj 1/22 fc % V// fig. 2 PL PL