RU1770771C - Device for measuring radiation source indicatrix and scattering of specimens under action of radiation beams upon them - Google Patents

Device for measuring radiation source indicatrix and scattering of specimens under action of radiation beams upon them

Info

Publication number
RU1770771C
RU1770771C SU904811452A SU4811452A RU1770771C RU 1770771 C RU1770771 C RU 1770771C SU 904811452 A SU904811452 A SU 904811452A SU 4811452 A SU4811452 A SU 4811452A RU 1770771 C RU1770771 C RU 1770771C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
axis
optical
radiation
fiber
sample holder
Prior art date
Application number
SU904811452A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Оганес Ваганович Калантарьян
Сергей Игнатьевич Кононенко
Александр Иванович Муратов
Владимир Ефимович Сторижко
Original Assignee
Харьковский государственный университет им.А.М.Горького
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 Харьковский государственный университет им.А.М.Горького filed Critical Харьковский государственный университет им.А.М.Горького
Priority to SU904811452A priority Critical patent/RU1770771C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1770771C publication Critical patent/RU1770771C/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Использование: в аналитической аппаратуре при изучении оптических свойств различных материалов в процессе воздействи  на них мощных пучков электромагнитов или ионизирующего излучени , Сущность изобретени : устройстг.о содержит образец 1, на который воздействует пучок излучени  2, пол ризатор 3 гибкийUsage: in the analytical apparatus when studying the optical properties of various materials in the process of exposure to powerful beams of electromagnets or ionizing radiation, Summary of the invention: the device contains a sample 1, which is affected by a radiation beam 2, the polarizer 3 is flexible

Description

Изобретение относитс  к аналитической аппаратуре и может быть использовано дл  изучени  оптических свойств различных материалов в процессе воздействи  на них мощных пучков электромагнитного или ионизирующего излучений.The invention relates to analytical equipment and can be used to study the optical properties of various materials when exposed to powerful beams of electromagnetic or ionizing radiation.

Известно устройство дл  исследовани  оптических свойств материалов, состо щее из исследуемого источника света (образца), закрепленного в держателе, двухлинзового конденсатора, спектроанализирующего фотодатчика (состо щего из спектрального прибора и фотоприемника) и регистрирующей аппаратуры. Перва  линза конденсатора проецирует излучение от исследуемого образца в плоскости второй, антивиньети- рующей линзы, расположенной вблизи входной щели спектрального прибора. Последн   линза проецирует первую линзу, в плоскости входного объектива спектрального прибора. Спектр, полученный при разложении в спектральном приборе излучени  от исследуемого образца, преобразуетс  фотоприемником в пропорциональные спектральной освещенности электрические сигналы, которые затем поступают дл  обработки в регистрирующую аппаратуру 1. Такое устройство позвол ет получить достоверные данные о спектральном составе излучени  от исследуемого образца, за счет получени  равномерной освещенности в спектре. Недостатками известного устройства  вл етс  зависимость чувствительности спектрального прибора от пол ризации исследуемого излучени  и прием этого излучени  в одном, строго выбранном направлении .A device for studying the optical properties of materials is known, consisting of a test light source (sample) fixed in a holder, a two-lens capacitor, a spectrum-analyzing photosensor (consisting of a spectral device and a photodetector) and recording equipment. The first condenser lens projects radiation from the test sample in the plane of the second anti-vignetting lens located near the entrance slit of the spectral device. The last lens projects the first lens, in the plane of the input lens of the spectral instrument. The spectrum obtained by decomposing the radiation from the test sample in the spectral device is converted by the photodetector into electrical signals proportional to the spectral illumination, which are then fed to the recording apparatus 1 for processing. Such a device allows reliable data on the spectral composition of radiation from the test sample to be obtained by obtaining uniform illumination in the spectrum. The disadvantages of the known device are the dependence of the sensitivity of the spectral device on the polarization of the studied radiation and the reception of this radiation in one strictly chosen direction.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к за вл емому устройству  вл етс  устройство дл  измерени  индикатрисы источника излучени , содержащее держатель источника излучени  (исследуемого образца), последовательно расположенные и оптически св занные гибкий световод, конденсор иThe closest in technical essence and the achieved result to the claimed device is a device for measuring the indicatrix of the radiation source, containing the holder of the radiation source (test sample), sequentially located and optically connected by a flexible fiber, a condenser and

анализирующий спектр фотодатчик, св занную с фотодатчиком измерительную систему , причем ближайший к образцу конец световода установлен с возможностью поворота вокруг оси, проход щей через исследуемую поверхность образца и пересекающей оптическую ось световода под пр мым углом 2.a spectrum-analyzing photosensor, a measuring system connected to the photosensor, the end of the fiber closest to the sample being rotatable around an axis passing through the sample surface to be examined and intersecting the optical axis of the fiber at a right angle 2.

Кроме того, устройство содержит механическое координатное устройство, выполненное в виде снабженной механизмом перемещени  вдоль трех перпендикул рных координатных осей платформы с пластиной , котора  установлена с возможностью вращени  вокруг оси, параллельной одной из координатных осей. Первое плечо Г-образной стойки параллельно плоскости пластины, а на втором плече этой стойки закреплен первый конец световода с возможностью движени  вдоль своей оптической оси. Г-образна  стойка установлена на пластине с возможностью вращени  вокруг оси,  вл ющейс  осью поворота конца световода . Эта ось перпендикул рна оси вращени  пластины и пересекаетс  с ней и оптической осью световода в одной точке, совпадающей с центром торца первого конца световода. Источник излучени  укрепл етс  э держателе. Световод, конденсор иIn addition, the device comprises a mechanical coordinate device made in the form of a platform with a plate provided with a movement mechanism along the three perpendicular coordinate axes, which is mounted for rotation about an axis parallel to one of the coordinate axes. The first shoulder of the L-shaped pillar is parallel to the plane of the plate, and on the second shoulder of this pillar is fixed the first end of the fiber with the possibility of movement along its optical axis. An L-shaped post is mounted on the plate to rotate about an axis that is the pivot axis of the end of the fiber. This axis is perpendicular to the axis of rotation of the plate and intersects with it and the optical axis of the fiber at one point, coinciding with the center of the end face of the first end of the fiber. The radiation source is fixed to the holder. Light guide, condenser and

анализирующий спектр фотодатчик закрепл ютс  на механическом координатном устройстве .a spectrum analyzing photosensor is mounted on a mechanical coordinate device.

Это устройство позвол ет исследовать спектральные индикатрисы излучени . Юро- ме того, использование световода,  вл ющегос  депол ризатором, позвол ет исключить ошибки, св занные со значительной зависимостью чувствительности анали- зирующего спектра фотодатчика от пол ризации исследуемого излучени .This device allows the study of spectral indicatrixes of radiation. Moreover, the use of a fiber, which is a depolarizer, makes it possible to eliminate errors associated with a significant dependence of the sensitivity of the analyzing spectrum of the photosensor on the polarization of the radiation under study.

Недостатком известного устройства  вл етс  хроматичность, привод ща  к дефокусировке всей оптической системы и к изменению площадки, излучение с которойA disadvantage of the known device is chromaticity, leading to defocusing of the entire optical system and to a change in the area from which the radiation

исследуетс  при измерени х в некотором спектральном интервале.investigated in measurements in a certain spectral range.

Другим недостатком  вл етс  необходимость совмещени  торца световода с исследуемой поверхностью, что не позвол ет проводить как пол ризационные измерени , так и измерени  оптических свойств образцов при воздействии на них пучков излучени , приход щих на исследуемую поверхность из той же полуплоскости, где рас- положен световод.Another drawback is the need to combine the end of the fiber with the surface under study, which prevents both polarization measurements and optical measurements of the samples when they are exposed to radiation beams arriving at the surface from the same half-plane where the fiber is located .

Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности и информативности измерений при неизменном пространственном расположении оси пучка излучени  и оптической оси фотодатчика.The aim of the invention is to increase the reliability and informativeness of measurements with a constant spatial arrangement of the axis of the radiation beam and the optical axis of the photosensor.

На фиг.1 изображена кинематическа  схема устройства; на фиг.2 - кинематическа  схема узла вращени  и перемещени  пол ризатора.1 is a kinematic diagram of a device; Fig. 2 is a kinematic diagram of a rotation and displacement assembly of a polarizer.

Устройство содержит исследуемый образец 1, на поверхность которого воздействует пучок излучени  2, пол ризатор 3, гибкий световод 4, оптическую систему, состо щую из конденсаторной линзы 5 и ан- тивиньетирующей линзы 6, котора  расположена перед выходной щелью 7 анализирующего спектр фотодатчика (на схеме не показан ). Кроме того, устройство содержит измерительную систему (на схеме не показана). Световод 4 и конденсаторна  линза 5 изготовлены иь одного материала, а спектральные зависимости показател  преломлени  а нтивиньетирующей линзы 6 и материала линзы 5 совпадают с точностью до посто нного множител .The device contains a test sample 1, the surface of which is affected by a radiation beam 2, a polarizer 3, a flexible optical fiber 4, an optical system consisting of a capacitor lens 5 and an anti-vignette lens 6, which is located in front of the exit slit 7 of the spectrum-analyzing photosensor (in the diagram not shown). In addition, the device contains a measuring system (not shown in the diagram). The optical fiber 4 and the capacitor lens 5 are made of the same material, and the spectral dependences of the refractive index of the anti-vignetting lens 6 and the material of the lens 5 coincide up to a constant factor.

Исследуемый образец 1 закреплен в держателе образца 8 так, что плоскость держател  образца совпадает с облучаемой плоскостью образца,  вл ющейс  источни- ком излучени , причем держатель 8 установлен с возможностью вращени  своей оси 9 в подшипнике, укрепленном на плече Г-образной скобы 10. Ось 9 соосна геометрической оси 11, котора  совпадает с ли- нией пересечени  перпендикул рной к оси пучка плоскости с плоскостью держател  образца 8. Г-образна  скоба 10 крепитс  своим вторым плечом к оси 12 и имеет возможность вращени  своей оси 12 в подшил- нике, закрепленном на одной из плоскостей пр моугольного уголкового основани  13. Ось 12 соосна геометрической оси 14, совпадающей с осью пучка 2. На второй пластине уголкового основани  13 установлена Г-образна  стойка 15с возможностью поворота вокруг оси, совпадающей с геометрической осью 10, котора  перпендикул рна оси пучка, проходит через точку пересечени  оптической оси световода 17 и оси пучкаThe test sample 1 is fixed in the sample holder 8 so that the plane of the sample holder coincides with the irradiated plane of the sample, which is the radiation source, and the holder 8 is mounted with the possibility of rotation of its axis 9 in the bearing mounted on the shoulder of the L-shaped bracket 10. Axis 9 is coaxial with the geometric axis 11, which coincides with the line of intersection of the plane perpendicular to the axis of the beam with the plane of the sample holder 8. The L-shaped bracket 10 is attached with its second shoulder to the axis 12 and has the ability to rotate its axis 12 into the base fixed to one of the planes of the rectangular corner base 13. The axis 12 is aligned with the geometric axis 14 coinciding with the axis of the beam 2. On the second plate of the corner base 13 there is an L-shaped stand 15 with the possibility of rotation around an axis coinciding with the geometric axis 10, which perpendicular to the axis of the beam, passes through the point of intersection of the optical axis of the fiber 17 and the axis of the beam

излучени  2, перпендикул рно плоскости этой пластины основани , fluuupoi сюйки 15 может осуществл тьс  при помощи подобной описанным выше паре ось - подшипник . На втором плече Г-образной стойки 15 закреплен первый конец световода 4. Кроме того, соответствующие элементы кинематической схемы устройства расположены так, что оси 11,14,16 и 17 пересекаютс  водной точке. На втором плече Г-образной стойки над световодом крепитс  держатель 18 (на фиг,1 показана только его часть) узла перемещени  и вращени  пол ризатора 3. Кинематическа  схема этого узла показана на фиг.2. На держателе 18 установлена с возможностью вращени  ось 19с нарезным на ней винтом, на котором помещаетс  гайка каретки 20 пол роида. Каретка 20 может перемещатьс  вдоль этого винта перпендикул рно оси 17. На каретке 20 соосно оптической оси 17 первого конца световода установлена с возможностью вращени  вокруг оси 17 пола  ось 21. Внутри этой оси закреплен пол ризатор 3 так. что его оптическа  ось совпадает с осью 17. Возможность вращени  оси 21 обеспечиваетс  за счет кинематической пары черв чное колесо 22 - черв к 23. Черв чное колесо 22 закреплено соосно на полой оси 21, а черв к 23 установлен с возможностью вращени  на каретке 20. Второй конец световода 4 и линза 5 (см. фиг.1) установлены соответственно на каретках 24 и 25, которые имеют возможность перемещени  вдоль оптической оси за счет кинематической св зи соответственно 26 и 27. Указанные св зи идентичны по структуре, включают в себ  ось с нарезанным на ней винтом, вдоль которого может перемещатьс  гайка соответствующей каретки, и соединены с посто нными передаточными отношени ми с общей кинематической св зью 28 посредством кинематической пары, один из элементов которой закреплен на оси соответствующей св зи, а второй - на оси св зи 28. Пинза 6 жестко закреплена на корпусе 29 устройства . На вход общей кинематической св зи подаетс  величине, пропорциональна  Д.radiation 2, perpendicular to the plane of this base plate, the fluuupoi of the probe 15 can be realized using a pair of axis-bearing similar to the one described above. On the second arm of the L-shaped post 15, the first end of the light guide 4 is fixed. In addition, the corresponding elements of the kinematic scheme of the device are located so that the axes 11,14,16 and 17 intersect the water point. On the second arm of the L-shaped pillar above the optical fiber, a holder 18 (only a part of it is shown in Fig. 1) of the polarizing and displacement and rotation unit 3 is mounted. The kinematic diagram of this unit is shown in Fig. 2. On the holder 18, the axis 19c is rotatably mounted with a threaded screw on it, on which the nut of the carriage 20 is mounted. The carriage 20 can be moved along this screw perpendicular to the axis 17. On the carriage 20 coaxially with the optical axis 17 of the first end of the optical fiber, axis 21 is mounted to rotate around the floor axis 17. Polarizer 3 is fixed inside this axis. that its optical axis coincides with axis 17. The possibility of rotation of axis 21 is provided by a kinematic pair of worm wheel 22 - worm to 23. Worm wheel 22 is mounted coaxially on the hollow axis 21, and the worm to 23 is rotatably mounted on the carriage 20. The second end of the optical fiber 4 and the lens 5 (see Fig. 1) are mounted on carriages 24 and 25, respectively, which can be moved along the optical axis due to the kinematic coupling 26 and 27, respectively. These communications are identical in structure and include an axis with a screw cut on it, along which the nut of the corresponding carriage can move, and are connected to constant gear ratios with a common kinematic link 28 by means of a kinematic pair, one of the elements of which is fixed on the axis of the corresponding link, and the second on the axis of the link 28. Pin 6 is rigidly fixed on the housing 29 of the device. A value proportional to D. is supplied to the input of the general kinematic connection.

Устройство работает следующим образом . Вначале образец 1 в держателе 8 установлен под определенными углами по отношению к оси пучка 2 и оптической оси 17 первого конца световода, а весь оптический тракт сыостирован дл  измерени  излучени  на определенной длине волны До и с заданной пол ризацией Р0 (см. фиг.1). Угол, под которым пучок излучени  2 падает на исследуемую поверхность образца, определ етс  как угол между нормалью 30 к этойThe device operates as follows. First, the sample 1 in the holder 8 is installed at certain angles with respect to the axis of the beam 2 and the optical axis 17 of the first end of the fiber, and the entire optical path is tuned to measure radiation at a specific wavelength Do and with a given polarization P0 (see Fig. 1) . The angle at which the beam of radiation 2 falls on the test surface of the sample is defined as the angle between the normal 30 to this

поверхности в точке пересечени  осей 2 (14), 11,16 и 17 и осью пучка 2, и обозначаетс  у . Направление, по которому световод принимает излучение от образца, характеризуетс  двум  углами о: И/. Угол of-угол между проекцией 31 нормали 30 в плоскости , проход щей через оси 17 и 2, и осью 17. Угол ft - угол между ос ми 16 и 11. Лучок 2 направл етс  под углом у на исследуемую поверхность образца. Полученное в резуль- тате этого электромагнитное излучение в направлении, характеризуемом углами а л($, проходит через пол ризатор 3, который пропускает только свет с заданной пол ризацией , и попадает на торец первого конца световода 4. Излучение, выделенное из телесного угла, величина которого определ етс  рассто нием от образца 1 до торца первого конца световода и рабочей площадью этого торца, в заданном направле- нии, передаетс  световодом на другой конец, с торца которого проецируетс  линзой 5 в плоскости входной щели 7 анализирующего спектр фотодатчика. Одновременно линза 6 отображает плоскость линзы 5 н а входной объектив этого фотодатчика (не показан). Затем электрический сигнал с фотодатчика, пропорциональный излучению, которое характеризуетс  Лэ. а, Д у и Ро , поступает в измерительную систему дл  обработки и регистрации.the surface at the intersection of the axes 2 (14), 11.16 and 17 and the axis of the beam 2, and is denoted by y. The direction in which the light guide receives radiation from the sample is characterized by two angles o: I /. The angle of-angle between the projection 31 of the normal 30 in the plane passing through the axes 17 and 2, and the axis 17. The angle ft is the angle between the axes 16 and 11. The beam 2 is directed at an angle y to the surface of the sample. The resulting electromagnetic radiation in the direction characterized by the angles a l ($ passes through the polarizer 3, which transmits only light with a given polarization, and hits the end face of the first end of the optical fiber 4. Radiation extracted from the solid angle is which is determined by the distance from sample 1 to the end of the first end of the fiber and the working area of this end, in a given direction, is transmitted by the fiber to the other end, from the end of which is projected by lens 5 in the plane of the entrance slit 7 of the analyzer pektr photosensor. Simultaneously lens 6 shows the lens plane 5N and the input lens of a photosensor (not shown). Then, an electric signal from the photosensor is proportional to the radiation, which is characterized Le. a, A y and Ro is supplied to a measuring system for processing and recording.

Обозначим оптические рассто ни  между вторым торцом световода 4 и линзой 5, линзами 5 и 6 соответственно ат, 32. Дл  АО и аа имеют видLet us denote the optical distances between the second end of the fiber 4 and lens 5, lenses 5 and 6, respectively, at, 32. For AO and aa, they have the form

,(1),(1)

ад-д-г- б.(2)ad-d-g-b. (2)

А 1 + 1 A 1 + 1

где / - увеличение линзы 5;where / is the magnification of the lens 5;

is - ее фокусное рассто ние.is is its focal length.

Фокусное рассто ние fe линзы 6 определ етс  из соотношени :The focal length fe of lens 6 is determined from the relation:

(3)(3)

fe аз F fe az f

где F - фокусное рассто ние входного объектива , анализирующего спектр фотоприемника , оно остаетс  во всем рабочем интервале спектра,where F is the focal length of the input lens that analyzes the spectrum of the photodetector, it remains in the entire working range of the spectrum,

Дальнейшее исследование осуществл етс  путем сканировани  спектра излучени  при посто нных значени х а, Д у и Р0 . При переходе к измерени м на другой длине волны At юстировка оптического тракта на- рушаетс , что св зано со спектральной зависимостью показател  преломлени  линз и световода. Т.к. линза 5 и световод выполнены из одного материала, то изменение fs, a, значит, и ai, 82 согласно равенствам (1) и (2)Further research is carried out by scanning the emission spectrum at constant values of a, D y and Po. When switching to measurements at a different wavelength At, the alignment of the optical path is violated, which is associated with the spectral dependence of the refractive index of the lenses and the fiber. Because lens 5 and the light guide are made of the same material, then the change in fs, a, therefore, ai, 82 according to equalities (1) and (2)

5 0 fifty

55

55

пропорциональны одной величине Д. Значение f5(Я1)oпpeдeл eтc  fs (/U)соотношениемare proportional to one value D. The value of f5 (H1) is determined by etc fs (/ U) as

fs (Ai) fs (До) (1 + Д), (4) где Д- спектральное изменение фокусного рассто ни  линзы 5.fs (Ai) fs (C) (1 + D), (4) where D is the spectral change in the focal length of the lens 5.

Восстановление сопр жени  оптических элементов на межэлементных промежутках ai и 32 осуществл етс  следующим образом. На вход общей кинематической св зи 28 подаетс  вращательный момент, пропорциональный Д. Вращение от оси общей св зи 28 передаетс  посредством кинематических пар св зей 26 и 27 на пару винт-гайка и каретка, соединенна  с соответствующей гайкой, перемещаетс  вдоль оптической оси до установки в нужное положение . При этом линза 5 и второй конец световода 4 перемещаютс  относительно линзы 6. Посто нные передаточные отношени  М и шаг h резьбы пар винт-гайка имеют следующие значени  дл  кинематическойThe restoration of conjugation of optical elements at the inter-element spaces ai and 32 is carried out as follows. A rotational moment proportional to D is supplied to the input of the common kinematic coupling 28. Rotation from the axis of the common coupling 28 is transmitted by kinematic pairs of the links 26 and 27 to the screw-nut pair and the carriage connected to the corresponding nut is moved along the optical axis until it is installed in desired position. In this case, the lens 5 and the second end of the fiber 4 are moved relative to the lens 6. The constant gear ratios M and the pitch h of the thread of the screw-nut pairs have the following values for the kinematic

л 2l 2

fs , дл  св зи 27 - Mhfs, for communication 27 - Mh

00

00

5 5

А- 1A-1

св зи 26 Mhconnection 26 Mh

дd

д л fs. Совпадение измерени  спектральных зависимостей показателей преломлени  материала антивиньетирующей линзы б и материала линзы 5 с точностью до посто нного множител  обеспечивает сопр жение линзы 6 с оптическим трактом устройства во всем рабочем интервале спектра . d l fs. The coincidence of the measurement of the spectral dependences of the refractive indices of the anti-vignetting lens material b and the lens material 5 with an accuracy of a constant factor ensures that the lens 6 is in conjunction with the optical path of the device over the entire working range of the spectrum.

После сн ти  спектра дл  заданных a, ft, у и Ро производитс  измерение спектра излучени  при тех же углах, но с другой пол ризацией PLAfter taking the spectrum for given a, ft, y and Po, the radiation spectrum is measured at the same angles, but with a different polarization PL

Дл  этого на вход кинематической пары черв к 23-черв чное колесо 22 подаетс  крут щий момент, в результате чего вращаетс  пола  ось 21 вокругоси 17 до установки пол ризатора в заданное положение. Затем оп ть производитс  сканирование спектра. При измерении суммарного по пол ризаторам потока излучени  подаетс  крут щий момент на ось 19, в результате чего устанавливаетс  на ее винте гайка вместе с кареткой 20 пол ризатора перемещаетс  вдоль этого винта и перпендикул рно оси 17 до вывода пол ризатора из оптического тракта . После проведени  пол ризационных измерений измен ют угол а на заданный шаг Да путем поворота Г-образной стойки 15 вокруг оси 16. Затем производ тс  спектральные и пол ризационные измерени , как описано выше. После проведени  измерений во всем диапазоне углом а (- 90° а 90°) производитс  изменение угла (3 на выбранный uar Д/,For this purpose, a torque is supplied to the input of the kinematic pair of hearts to the 23-worm wheel 22, as a result of which the floor rotates the axis 21 around the axis 17 until the polarizer is set to a predetermined position. Then, the spectrum is scanned again. When measuring the total radiation flux from the polarizers, a torque is applied to the axis 19, as a result of which a nut is installed on its screw, along with the polarizer carriage 20, it moves along this screw and perpendicular to the axis 17 until the polarizer leaves the optical path. After carrying out the polarization measurements, the angle a is changed by a predetermined step Yes by turning the L-shaped rack 15 about the axis 16. Then spectral and polarization measurements are made as described above. After taking measurements over the entire range with an angle a (- 90 ° a 90 °), the angle is changed (3 to the selected uar Д /,

путем поворота вокруг оси 14 Г-образной скобы 10. Затем производ тс  измерени  спектров дл  разных Р и а. Провед  измерени  с шагом Д/3 во всем интервале углов (-90° ) получают набор данных, представл ющих собой значение интенсив- ностей спектрального излучени  с разными пол ризаци ми в направлени х, характеризуемых углами а и/3, L(A, a, ft, у, Р). По этим величинам определ ют спектральные индикатрисы излучени  от образца, имеющие разные пол ризации. Эти данные получены при заданном угле падени  пучка излучени  на образец - угле у. Спектральные индикатрисы излучени  от образца при другом значении у определ ютс  после установки образца под заданным углом к оси пучка путем поворота держател  образца 8 вокруг оси 11.by turning around the axis 14 of the L-shaped bracket 10. Then the spectra are measured for different P and a. Carrying out measurements in increments of D / 3 over the entire range of angles (-90 °), a set of data is obtained representing the value of the intensities of spectral radiation with different polarizations in the directions characterized by angles a and / 3, L (A, a , ft, y, P). The spectral indicatrices of radiation from the sample having different polarizations are determined from these values. These data were obtained for a given angle of incidence of the radiation beam onto the sample — angle y. The spectral indicatrixes of radiation from the sample at a different value of y are determined after the sample is installed at a given angle to the beam axis by rotating the sample holder 8 around axis 11.

Конкретна  реализаци  устройства осуществл лась на базе модернизированного комплекса спектрального вычислительного универсального КСВУ-23, который  вл етс  анализирующим спектр фотодатчиком и измерительной системой. Анализирующий спектр фотодатчик состо л из монохромато- ра МДР-23 и двух фотоприемников типа ФЭУ-100 и ФЭУ-62 и имел следующие параметры: рабочий диапазон спектра 200 нм - 1200 нм; фокусное рассто ние входного объектива F 600 мм; светосила объектива 1 : 6; высота входной щьли 12 мм.A specific implementation of the device was carried out on the basis of a modernized complex of spectral computational universal KSVU-23, which is a spectrum-analyzing photosensor and measuring system. The spectrum-analyzing photosensor consisted of an MDR-23 monochromator and two photodetectors of the type ФЭУ-100 and ФЭУ-62 and had the following parameters: working spectrum range 200 nm - 1200 nm; focal length of the input lens F 600 mm; aperture ratio of the lens 1: 6; entrance slit height 12 mm.

Элементы оптического тракта устройства имели следующие параметры: диаметры кварцевого пол ризатора, кварцевого световода , кварцевой линзы 5 и флюоритовой линзы 6 составл ли соответственно 8 мм, б мм, 25 мм и 12 мм; увеличение линзы 5The optical path elements of the device had the following parameters: the diameters of the quartz polarizer, quartz fiber, quartz lens 5, and fluorite lens 6 were 8 mm, b mm, 25 mm, and 12 mm, respectively; lens enlargement 5

составл ло/ 1 2, а А 1,5 и было неизменным во всем рабочем интервале спектра. Передаточные отношени  и шаг винта-гайки кинематической св зи 26 Мь 270 мм и св зи 27 Мь 180 мм. Кинематические св зи 19 и 23 обеспечивали неограниченный поворот пол ризатора вокруг своей оси и его вывод из оптического тракта. Диаметр пучка излучени  на поверхности образца составл л 1,5 мм.amounted to / 1 2, and A 1.5 and was unchanged throughout the working range of the spectrum. Gear ratios and pitch of a screw-nut of a kinematic link 26 M 270 mm and a link 27 M 180 mm. Kinematic links 19 and 23 provided unlimited rotation of the polarizer around its axis and its withdrawal from the optical path. The diameter of the radiation beam on the surface of the sample was 1.5 mm.

Остальные параметры устройства дл  двух волн, ограничивающий рабочий диапазон спектра, приведены нижеThe remaining parameters of the device for two waves, limiting the operating range of the spectrum, are given below

А 200 нм. Д 0, fs 60 мм. fe 138,46 мм, ai 90 мм, 32 180 м;A 200 nm. D 0, fs 60 mm. fe 138.46 mm, ai 90 mm, 32,180 m;

Я 1000 нм. Д 0,209 , fs - 72,54 мм, fe 159,7мм, ai 108,81 мм, 32 217.62 мм.I am 1000 nm. D 0.209, fs - 72.54 mm, fe 159.7 mm, ai 108.81 mm, 32 217.62 mm.

Изобретение позвол ет по сравнению с прототипом увеличить информативность измерений за счет исследовани  оптических свойств материала при воздействии на негоThe invention allows, in comparison with the prototype, to increase the information content of measurements by studying the optical properties of the material when exposed to it

пучка излучени  из той же полуплоскости, где расположен световод, проведени  пол ризационных измерений и излучени  спект- ральных индикатрис излучени  при 5 различных углах падени  пучка на поверхность образца. Одновременно с этим повышаетс  достоверность измерений, т.к. в прототипе коэффициент пропускани  по мощности уменьшаетс  по сравнению со 10 значением дл  А 200 нм в 17,2 раза дл  А 1000 нм за счет разъюстировки оптической схемы. Одновременно с этим излучение принимаетс  с разных площадок как за счет спектральной зависимости параметров элементовa beam of radiation from the same half-plane where the fiber is located, polarization measurements and emission of spectral radiation indicatrixes at 5 different angles of incidence of the beam on the surface of the sample. At the same time, the reliability of measurements increases, since in the prototype, the power transmittance is reduced compared to the 10 value for A 200 nm by 17.2 times for A 1000 nm due to misalignment of the optical circuit. Simultaneously, the radiation is received from different sites as due to the spectral dependence of the parameters of the elements

5 оптического тракта, так и за счет вращени  конца световода.5 of the optical path, and due to the rotation of the end of the fiber.

Claims (2)

Формула изобретени  1. Устройство дл  измерени  индикатрисы источника излучени  и рассе ни  об0 разцов при воздействии на них пучков излучени , содержащее держатель образца, причем плоскость держател  образца, совпадающа  с облучаемой плоскостью образца ,  вл етс  источником излучени ,SUMMARY OF THE INVENTION 1. A device for measuring the indicatrix of a radiation source and scattering of samples when exposed to radiation beams, comprising a sample holder, the plane of the sample holder matching the irradiated plane of the sample being a radiation source. 5 последовательно расположенные и оптически св занные между собой гибкий световод , оптическую систему, включающую неподвижную знтивиньетирующую линзу, а также анализирующий спектр фотодатчик, и5 sequentially located and optically interconnected by a flexible light guide, an optical system including a motionless fixed lens, as well as a spectrum-analyzing photosensor, and 0 св занную с фотодатчиком измерительную систему, при этом ближайший к держателю образца конец световодэ установлен на одном плече Г-образной стойки, другое плечо Г-образной стойки расположено на основа5 нии, Г-образна  стойка установлена с возможностью поворота вокруг оси, проход щей через точку пересечени  оптической оси световода и оси пучка излучени , перпендикул рно плоскости основани , о т0личающеес  тем, что, с целью повышени  достоверности и информативности измерений при неизменном пространственном расположении оси пучка излучени  и оптической оси фотодатчика.0 a measuring system connected to the photosensor, while the end of the optical fiber closest to the sample holder is mounted on one shoulder of the L-shaped rack, the other shoulder of the L-shaped rack is located on the base, the L-shaped rack is mounted with the possibility of rotation around an axis passing through the point of intersection of the optical axis of the fiber and the axis of the beam of radiation, perpendicular to the plane of the base, characterized in that, in order to increase the reliability and information content of the measurements with a constant spatial arrangement of the beam axis from Scientists and the optical axis of the photosensor. 5 держатель образца установлен с возможностью вращени  как вокруг оси пучка, перпендикул рной к оси поворота Г-образной стойки, так и вокруг оси, совпадающей с линией пересечени  плоскости, перпенди0 кул рной к оси пучка, с плоскостью держател  образца, причем оси вращени  держател  образца, ось поворота Г-образной стойки и оптическа  ось конца световода пересечены в одной точке, между5, the sample holder is mounted to rotate both around the axis of the beam perpendicular to the axis of rotation of the L-shaped rack and around the axis coinciding with the intersection line of the plane perpendicular to the axis of the beam with the plane of the sample holder, the axis of rotation of the sample holder , the axis of rotation of the L-shaped rack and the optical axis of the end of the fiber are crossed at one point, between 5 держателем образца и световодом установлен пол ризатор с возможностью вращени  вокруг своей оси и перемещени  перпендикул рно оси световода, второй конец которого и все линзы оптической системы5, a polarizer is mounted with a sample holder and a light guide to rotate around its axis and move perpendicular to the axis of the light guide, the second end of which and all lenses of the optical system установлены с возможностью перемещени  вдоль оптической оси оптической системы. mounted to move along the optical axis of the optical system. 2. Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что антивиньетирующа  линза выполнена из одного материала, а световод и все остальные линзы оптической системы - из другого материала, причем спектральные зависимости измерени  показали преломлени  материала антивиньетирующей линзы и материала остальных линз совпадают с точностью до посто нства множител .2. Device pop. 1, characterized in that the anti-vignetting lens is made of one material, and the optical fiber and all other lenses of the optical system are made of another material, and the spectral dependences of the measurements showed the refractions of the material of the anti-vignetting lens and the material of the other lenses coinciding to within multiplier constants. 3, Устройство по п.2, отличающее- с   тем, что все линзы оптической системы и второй конец световода установлены в оправах, соединенных общей кинематической св зью с посто нными передаточными отношени ми.3, The device according to claim 2, characterized in that all the lenses of the optical system and the second end of the fiber are mounted in frames connected by a common kinematic connection with constant gear ratios. 1010 . 2. 2
SU904811452A 1990-04-09 1990-04-09 Device for measuring radiation source indicatrix and scattering of specimens under action of radiation beams upon them RU1770771C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904811452A RU1770771C (en) 1990-04-09 1990-04-09 Device for measuring radiation source indicatrix and scattering of specimens under action of radiation beams upon them

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904811452A RU1770771C (en) 1990-04-09 1990-04-09 Device for measuring radiation source indicatrix and scattering of specimens under action of radiation beams upon them

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1770771C true RU1770771C (en) 1992-10-23

Family

ID=21506762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904811452A RU1770771C (en) 1990-04-09 1990-04-09 Device for measuring radiation source indicatrix and scattering of specimens under action of radiation beams upon them

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1770771C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Зайдель А.Н и др Техника и практика спектроскопии. М.: Наука, ГРФМЛ, 1976, с. 142-143, 329. Авторское свидетельство СССР № 1406452, кл.G 01 J 1/04, 1985. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5329357A (en) Spectroscopic ellipsometry apparatus including an optical fiber
US6384916B1 (en) Parallel detecting, spectroscopic ellipsometers/polarimeters
Proctor et al. NIST high accuracy reference reflectometer-spectrophotometer
EP0152834A1 (en) Apparatus for automatic measurement of stress in a transparent body by means of scattered light
EP0163176A2 (en) Ellipsometric method and arrangement for monitoring the physical properties of samples or superficial layers of samples
WO2002079760A2 (en) Polarimetric scatterometer for critical dimension measurements of periodic structures
Marx et al. Size and refractive index determination of single polystyrene spheres
EP0396409A3 (en) High resolution ellipsometric apparatus
DE60210431T2 (en) Achromatic spectral ellipsometer with high spatial resolution
EP0737856B1 (en) A method of investigating samples by changing polarisation
DE1472207A1 (en) Registration device for measuring the circular dichroism
US6618145B1 (en) Spectroplarimetric reflectometer
RU1770771C (en) Device for measuring radiation source indicatrix and scattering of specimens under action of radiation beams upon them
DE4105192A1 (en) Polarimetric testing of surface properties and transparent material - by evaluating difference between reflected s and p polarised components
JPS62266439A (en) Spectral temporary optical analyzer
CN216771491U (en) Polarization resolution second harmonic testing device
Gantner et al. Applications of laser Raman spectrometry in process control, using optical fibers
CN106940291B (en) High-resolution double-grating monochromator light path device
EP0144115A2 (en) An ellipsometer
Meyer et al. Optical Effects in Metals: Application of a Least‐Squares Method to Measurements on Gold and Silver
CN106017682A (en) Quarter-wave-plate-included depolarization spectrograph
US3498720A (en) Concave grating ultraviolet vacuum spectrometer
US3113171A (en) Method for polarimetric analysis
SU862096A2 (en) Optical polarization device for probing atmosphere
Fletcher et al. A computer controlled high resolution Raman spectrometer system