RU1824547C - Рефлектометр дл вогнутых зеркал - Google Patents

Abstract

Использование: фотометри  и спектро- фотометри . Сущность изобретени  абсолютный рефлектометр дл  вогнутых зеркал, в котором используетс  переключение маленького зеркала дл  точного фотометриро- вани  автоколлимационной оптической системы, составленной из плоского зеркала с известным коэффициентом отражени  и испытуемого вогнутого зеркала (в держателе ) Высока  точность определени  коэффициента отражени  самого вогнутого зеркала обеспечиваетс  афокальностью фотометри- руемой системы, сохранением структуры и размеров световых п тен на зеркалах, двукратным отражением от этого зеркала и высокой точностью аттестации плоского зеркала Обеспечено измерение спектра абсолютного значени  коэффициента отражени  вогнутых зеркал с помощью современных серийных спектральных приборов , причем элементы рефлектометра ввод тс  в кюветное отделение и оптически сопр гаютс  с оптической системой прибора афокальной согласующей системой, состо щей из зеркальных объектива и коллектива одинаковой кривизны, разнесенных на двойное фокусное рассто ние и вспомогательных плоских зеркал 1 з.п ф- лы 2 ил Ё

Description

Изобретение относитс  к области технической физики, а конкретно к фотометрии и спектрофотометрии, и может быть использовано дл  определени  абсолютного значени  коэффициента отражени  вогнутых зеркал и его спектра

Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  абсолютного значени  коэффициента отражени  вогнутого зеркала, а также определение абсолютного значени  спектрального коэффициента отражени  вогнутого зеркала

На фиг. 1 представлена оптическа  схема рефлектометра дл  точного определени  абсолютного значени  коэффициента отражени  вогнутых зеркал; на фиг. 2 - оптическа  схема рефлектометра дл  точного определени  абсолютного значени  спектрального коэффициента отражени  этих зеркал путем сопр жени  системы по фиг. 1 со спектральным прибором посредством согласующей оптической системы, состо щей из вогнутых объектива, коллектива и плоских зеркал

На фиг. 1 плоское зеркало I устанавливаетс  в положение I или V. В положении 1 его отражающа  поверхность проходит через точку пересечени  отрезков 00 и РР осветительной и приемной оптических систем (не показанных на фигуре), непосредст00

ю ел

Јь XI

венно подключа  их друг к другу. В положении 1 оно включает между этими системами афокальную автоколлиматориую вставку с держателем 2, на котором во врем  измерени  должно быть установлено испытуемое вогнутое зеркало 3, и плоским зеркалом 4. Держатель 2 имеет все необходимые подвижки дл  ориентации и фокусировки испытуемого зеркала 3 гак, чтобы вставка правильно сопр гала осветительную систему с приемной системой.

Рефлектометр по схеме 1 работает следующим образом.

При установке плоского зеркала в положение V излучение из осветительной системы проходит непосредственно в приемную оптическую систему, котора  зафиксирует полный сигнал Ф . При установке зеркала в положение 1 излучение дополнительно претерпевает 2 отражени  от испытуемого вогнутого зеркала 3 и одно от автоколлимационного зеркала 4, после чего также попадет в приемную систему. Приемна  система зафиксирует ослабленный сигнал Ф. Отношение этих сигналов определ ет пропускание системы зеркал 3-4-3.

Т- Ф

Ф1

Поставленна  цель достигаетс  тем, что переключением плоского зеркала 1 из кода лучей исключаетс  афокальна  автоколлимационна  система, состо ща  из плоского автоколлимационного зеркала и испытуемого вогнутого зеркала любого радиуса кри визны. При этом все световые пучки сохран т свою структуру и фокусировку благодар  афокальности системы зеркал 3-4-3.

Это обеспечивает большую точность измерени  коэффициента пропускани  Т исключенной из хода лучей системы.

Т равно произведению коэффициента отражени  Rp, среднего по широкому рабочему п тну на поверхности зеркала 4, на квадрат (из-за двукратного отражени ) интересующего нас среднего по поверхности коэффициента отражени  R вогнутого зеркала .

Но среднее отражение поверхности плоского зеркала 4 может быть заранее измерено с очень высокой точностью абсолют- ным методом. Остаетс  вычислить отражение эб.йэзца по формуле

R T/Rp(2)

Обща  погрешность определени  абсолютного значени  зависит от погрешностей измерени  сигналов, погрешности аттестации зеркала 4

d 0,5(d Ф дФ + d R).

Если последнее слагаемое очень мало, погрешность определени  соизмерима с по- грешностью измерени  сигналов.

Фиг. 2 представл ет пример конкретно- 5 го выполнени  сопр жени  рефлектометра со спектрофотометром РЕ-580 дл  измерени  спектрального коэффициента отражени  вогнутых зеркал.

Оптические элементы 1-4 (те же, что 1-4

Ю на фиг. 1) помещаютс  в кюветное отделение спекрофотометра. Оптическое сопр же- ние с ним обеспечено согласующей системой 5-9. Плоское зеркало 5 установлено напротив входного окна кюветного от15 делени . Коллектив б и объектив 7 имеют одинаковые фокусные рассто ни  и разнесены друг от друга на двойное фокусное рассто ние. Размеры, место и поворот плоских зеркал 5,8 и 9 определ ютс  конструк20 тивно.

Схема работает следующим образом. Излучение в отсутствие рефлектометра проходило кюветного отделение насквозь и образовывало в центре кюветного отделе25 ни  изображение ИО источника излучени  (сам источник за пределами фигуры), в котором все точки образованы телецентрическим ходом лучей.

На схеме показано прохождение габа30 ритных лучей. После установки в кюветном отделении рефлектометра с согласующей системой плоское зеркало 5 отклон ет излучение на зеркальный коллектив 6, на котором теперь образуетс  изображение

35 источника И1. Коллектив 6 строит изображение зрачка в фокусе объектива 7, формиру- ющего изображение источника без увеличени , так что в выходной ветке системы восстановлена структура светового по40 тока на входе кюветного отделени , но зато зеркало 8 направл ет свет на зеркало 1 рефлектометра со смещением относительно исходного лучей в кюветном отделении. Плоское зеркало рефлектометра в позиции

45 V направл ет его сразу на зеркало 9, после отражени  от которого излучени  поступает на выход кюветного отделени  спектрофотометра как бы из прежнего изображени  ИО в кюветном отделении,  вл ющегос  дл 

50 зеркала 9 мнимым изображением.

Фактическое изображение И2 зеркалами 5, 6, 7, 8 и 1 сформировано между зеркалами 1 и 9.

55 при переключении плоского зеркала в позицию 1, промежуточное изображение формируетс  между зеркалами 1 и 8 в точке ИЗ, затем передаетс  системой зеркал 1, 3, 4, 3 в точку И2 с сохранением исходной структуры светового потока.

В остальном система рабоает так же, как по фиг. 1 (во всем рабочем спектральном диапазоне спектрофотометра).

Дополнительна  согласующа  система 5-9, как и сам рефлектометр 1-4, эфокаль- на. Поэтому это устройство целиком может быть использовано и с другими спектрометрами , в частности, имеющими изображение на окошке кюветного отделени  и не обеспечивающими телецентрический ход лучей в нем.

Благодар  использованию автоколлимационной оптики рефлектометр работает в широком диапазоне радиусов кривизны испытуемых зеркал, ограниченном только конструктивными параметрами кюветного отделени  и оптики.

Таким образом, достигаетс  дополнительна  цель - точное определение абсолютного значени  спектрального коэффициента отражени  вогнутых зеркал.

Нами изготовлен рефлектометр по схеме фиг. 2 в виде приставки к спектрофотометру РЕ-580. Он также может быть установлен в кюветных отделени х отечественных спектральных приборов типа ИКС- 31 и в зарубежных приборах других моделей.

Испытани  рефлектометра по образцам , изготовленным на прозрачных оптических материалов, дл  которых возможен точный расчет коэффициента отражени  по формулам Френел , показали сходимость определени  коэффициента отражени  с ожидаемым по расчету в пределах 0,3% дл  области 2,5-10 мкм.

Claims (2)

1. Рефлектометр дл  вогнутых зеркал, содержащий оптически св занные осветительную систему с источником излучени  и расположенные по ходу излучени  плоское зеркало, установленное под острым углом к

оптической оси рефлектометра, держатель дл  креплени  и фокусировки испытуемого вогнутого зеркала, автоколлимзционное зеркало и приемную оптическую систему,

отличающийс  тем, что. с целью повышени  точности определени  абсолютного значени  коэффициента отражени  вогнутого зеркала, плоско зеркало установлено с возможностью поочередного фиксировани  в двух положени х с различными значени ми острого угла с оптической осью, причем в одном из этих положений точка пересечени  оптических осей осветительной и приемной оптических систем расположена на отражающей поверхности зеркала, указанные оси составл ют с отражающей поверхностью равные углы, при этом осветительна  и приемна  оптические системы сопр жены друг с другом через плоское зеркало .

2. Рефлектометр, поп. 1,отличаю- щ и и с   тем, что, с целью определени  абсолютного значени  спектрального коэффициента отражени  вогнутого зеркала, в осветительную или приемную оптическую системы введена дополнительна  согласующа  оптическа  система, содержаща  вогнутые зеркальные объектив и коллектив с

равными фокусными рассто ни ми, расположенные на двойном фокусном рассто нии друг от друга, спектральный прибор и три вспомогательных плоских зеркала, два из которых расположены соответственно на

входе и выходе кюветного отделени  спектрального прибора, а третье расположено по ходу излучени  за объективом и оптически св зано через объектив и коллектив с вспомогательным плоским зеркалом, расположенным на входе кюветного отделени  спектрального прибора, и плоским зеркалом рефлектометра.

Фиг.1.