RU2018112C1

RU2018112C1 - Device for measuring reflection and transmission coefficients

Info

Publication number: RU2018112C1
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Коренцов
Original assignee: Александр Иванович Коренцов
Priority date: 1991-06-17
Filing date: 1991-06-17
Publication date: 1994-08-15

Abstract

FIELD: measurement of absolute and relative coefficients of mirror reflection. SUBSTANCE: mirror system is essentially straight hexagonal prism with three reflecting side faces two of which are positioned at certain angle to one another third side between them on angle apex side is perpendicular to two transparent side faces; plane-parallel revolving strip functioning as compensator is installed behind prism along radiation direction. EFFECT: improved measurement accuracy. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к исследованию материалов с помощью оптических средств, и может быть использовано для точных измерений абсолютного и относительного коэффициентов зеркального отражения плоских поверхностей, а также коэффициента пропускания плоскопараллельных прозрачных пластин (окон, защитных стекол оптических приборов) в широком спектральном диапазоне. The invention relates to measuring technique, namely to the study of materials using optical means, and can be used for accurate measurements of the absolute and relative reflectance of flat surfaces, as well as the transmittance of plane-parallel transparent plates (windows, protective glasses of optical devices) in a wide spectral range.

Известно также устройство, содержащее источник излучения, зеркальную систему, подвижный отражатель, при двух положениях которого образуется измерительный и опорный каналы, держатель образцов и приемник излучения [1]. Недостатком известных устройств является невысокая точность измерения, обусловленная возможностью осуществления однократного или двукратного зондирования образца, кроме того, световой пучок сначала падает на вспомогательное зеркало и, только отразившись от него, попадает на образец, поэтому даже при двукратном зондировании требуется большое количество зеркал, а следовательно, усложняется юстировка устройства и увеличиваются его габариты. Also known is a device containing a radiation source, a mirror system, a movable reflector, at two positions of which a measuring and reference channels, a sample holder and a radiation receiver are formed [1]. A disadvantage of the known devices is the low accuracy of the measurement, due to the possibility of single or double sensing of the sample, in addition, the light beam first falls on the auxiliary mirror and, only reflected from it, enters the sample, therefore, even with double probing, a large number of mirrors are required, and therefore , the adjustment of the device is complicated and its dimensions increase.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для измерения спектральных коэффициентов пропускания и отражения, в состав которого входит источник излучения, зеркальная система, подвижные отражатели, формирующие опорный и измерительный каналы, держатель образцов, линза и приемник излучения. Измеряя отношение величины светового потока при одно- или многократном зондировании образца к величине светового потока, падающего на образец, получаем значение (квадрат, куб) абсолютного коэффициента отражения и пропускания [2]. Недостатком известного устройства является невозможность высокоточного измерения коэффициентов отражения и пропускания образцов с малой площадью при многократном зондировании, наличие большого количества зеркал, трудность в обеспечении равных потерь за счет отражения в соответствующих каналах, большие габариты устройства и сложность его юстировки. The closest in technical essence to the proposed device is a device for measuring spectral transmittance and reflection, which includes a radiation source, a mirror system, movable reflectors forming the reference and measuring channels, sample holder, lens and radiation receiver. Measuring the ratio of the luminous flux during single or multiple sounding of the sample to the luminous flux incident on the sample, we obtain the value (square, cube) of the absolute reflection and transmission coefficient [2]. A disadvantage of the known device is the impossibility of high-precision measurement of reflection and transmission coefficients of samples with a small area during multiple sounding, the presence of a large number of mirrors, the difficulty in ensuring equal losses due to reflection in the corresponding channels, the large dimensions of the device and the complexity of its adjustment.

Прямая призма 2 с шестиугольником в основании и отражающими гранями 4, 5, 6 представляет собой блок трех жестко связанных зеркал, причем грани 4 и 6 образуют двугранный угол β, например 95^о. Прозрачные параллельные грани 3 и 7 выполнены с целью упрощения юстировки устройства и предназначены для установки (по углу) призмы 2 в положение, при котором зеркальная грань 5 будет строго параллельна оси, соединяющей источник и приемник излучения, при этом призма 2 устанавливается, например, на каретке, которая перемещается перпендикулярно этой оси по направляющей типа ласточкина хвоста и фиксируется в двух положениях А и В (фиг.1). Так, если боковая отражающая грань 5 призмы 2 параллельна оси выходящего из источника излучения пучка, то угол αмежду отражающей гранью 4 и перпендикуляром к граням 3 и 7 призмы 2 определяет угол ε падения светового пучка на образец следующим соотношением ε=2(45-α).Direct prism 2 with a hexagon in the base and reflecting faces 4, 5, 6 is a block of three rigidly connected mirrors, and faces 4 and 6 form a dihedral angle β, for example 95 ^about . Transparent parallel faces 3 and 7 are made to simplify the alignment of the device and are designed to install (in angle) the prism 2 in a position in which the mirror face 5 is strictly parallel to the axis connecting the radiation source and receiver, while prism 2 is installed, for example, on a carriage that moves perpendicular to this axis along the dovetail-type guide and is fixed in two positions A and B (FIG. 1). So, if the lateral reflecting face 5 of prism 2 is parallel to the axis of the beam emerging from the radiation source, then the angle α between the reflecting face 4 and the perpendicular to faces 3 and 7 of prism 2 determines the angle ε of incidence of the light beam on the sample by the following relation ε = 2 (45-α) .

Подвижный отражатель, выполненный в виде двух зеркал 8 и 9, может устанавливаться в двух фиксированных положениях, при которых происходит образование опорного (положение I ) и измерительного (положение II) каналов (при измерении коэффициента отражения). Перевод отражателя из положения I в положение II осуществляется путем поворота на 180^о относительно оси вращения ОО₁, лежащей в плоскости образца и параллельной зеркальной грани 5 призмы 2. Зеркала 8 и 9 отражателя являются сменными элементами (заменяются в зависимости от режима работы).The movable reflector, made in the form of two mirrors 8 and 9, can be installed in two fixed positions at which the formation of the reference (position I) and measuring (position II) channels (when measuring the reflection coefficient) occurs. The reflector is transferred from position I to position II by turning 180 ^° relative to the axis of rotation of OO ₁ lying in the plane of the sample and parallel to the mirror face 5 of prism 2. Mirrors 8 and 9 of the reflector are interchangeable elements (are replaced depending on the operating mode).

Прозрачная плоскопараллельная пластина 10 и линза 11, установленные на подвижном основании, которое может поступательно перемещаться в направлении, перпендикулярном направлению распространения светового пучка, вводятся в оптическую систему устройства при измерении коэффициента пропускания. Плоскопараллельная пластина 10 может поворачиваться вокруг оси О₂, перпендикулярной плоскости падения светового пучка на образец (плоскости чертежа) и устанавливается в фиксированное положение под определенным углом к падающему пучку, при этом оптическая ось линзы 11 пересекает (под прямым углом) ось вращения пластины. Держатель 13 образцов выполнен, например, в виде вертикально расположенного столика, с помощью которого осуществляется введение измеряемого образца или образца сравнения в световой пучок.A transparent plane-parallel plate 10 and a lens 11 mounted on a movable base, which can translationally move in a direction perpendicular to the direction of propagation of the light beam, are introduced into the optical system of the device when measuring the transmittance. The plane-parallel plate 10 can rotate around the O ₂ axis, perpendicular to the plane of incidence of the light beam on the sample (drawing plane) and is set in a fixed position at a certain angle to the incident beam, while the optical axis of the lens 11 intersects (at a right angle) the axis of rotation of the plate. The sample holder 13 is made, for example, in the form of a vertically arranged little table, with the help of which the measured sample or reference sample is introduced into the light beam.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

1. Измерение абсолютного коэффициента отражения. 1. Measurement of the absolute reflection coefficient.

При измерении коэффициента отражения пластина 10 и линза 11 выведены из оптической системы. When measuring the reflection coefficient, the plate 10 and the lens 11 are removed from the optical system.

Целью изобретения является расширение класса измеряемых образцов, упрощение устройства и его юстировки, а также уменьшение его габаритов. The aim of the invention is to expand the class of measured samples, simplifying the device and its alignment, as well as reducing its size.

Достигается это тем, что в устройстве для измерения коэффициентов отражения и пропускания, содержащем держатель образцов и оптически связанные источник излучения, зеркальную систему, подвижный отражатель, линзу и приемник излучения, зеркальная система выполнена в виде прямой шестиугольной призмы с тремя отражающими боковыми гранями, две из которых расположены под углом друг к другу, а третья грань, заключенная между ними со стороны вершины угла, перпендикулярна двум прозрачным граням, параллельна плоскости установки образца и подвижному отражателю, состоящему из двух или большего количества зеркал, и установленного с возможностью поворота на 180^о относительно оси, лежащей в плоскости установки образца, при этом призма симметрична относительно плоскости, перпендикулярной третьей отражающей грани, и установлена с возможностью поступательного перемещения перпендикулярно плоскости установки образца, кроме того, введен компенсатор в виде поворачивающейся плоскопараллельной пластины с осью вращения, проходящей через центр симметрии пластины и перпендикулярной плоскости падения светового пучка на образец, установленный по ходу светового пучка между призмой и линзой.This is achieved by the fact that in the device for measuring reflection and transmission coefficients, comprising a sample holder and optically coupled radiation source, a mirror system, a movable reflector, a lens and a radiation receiver, the mirror system is made in the form of a straight hexagonal prism with three reflecting side faces, two of which are located at an angle to each other, and the third face, enclosed between them from the side of the apex of the corner, is perpendicular to two transparent faces, parallel to the plane of installation of the sample and movably mu reflector consisting of two or more mirrors, and pivotally mounted at ¹⁸⁰ relative to an axis lying in the sample plane of the device, wherein the prism is symmetrical relative to a plane perpendicular to the third reflecting face, and is mounted for translational movement perpendicular to the sample image plane In addition, a compensator was introduced in the form of a rotating plane-parallel plate with an axis of rotation passing through the center of symmetry of the plate and perpendicular to the plane ti incidence light beam on the specimen, set in the course of the light beam between the prism and the lens.

Благодаря использованию отличительных признаков во взаимосвязи друг с другом и в строго определенной последовательности устройство позволяет разрешить трудную задачу, а именно дает возможность производить высокоточные измерения коэффициента отражения и пропускания образцов с малой площадью при многократном зондировании, существенно упростить устройство и его юстировку, а также уменьшить его габариты. Due to the use of distinctive features in interconnection with each other and in a strictly defined sequence, the device allows to solve a difficult problem, namely, it makes it possible to perform high-precision measurements of the reflection coefficient and transmittance of samples with a small area with multiple probing, significantly simplify the device and its adjustment, and also reduce dimensions.

На фиг.1 представлена оптическая схема устройства для измерения коэффициента зеркального отражения и коэффициента пропускания (подвижный отражатель состоит из двух зеркал); на фиг.2 - ход лучей в плоскопараллельной пластине компенсатора. Figure 1 presents the optical diagram of a device for measuring the coefficient of specular reflection and transmittance (moving reflector consists of two mirrors); figure 2 - the path of the rays in a plane-parallel plate of the compensator.

Устройство содержит оптически связанные источник излучения 1, зеркальную систему, выполненную в виде прямой призмы 2 с прозрачной гранью 3, отражающими боковыми гранями (с зеркальным покрытием) 4, 5, 6, второй прозрачной гранью 7, подвижный отражатель, выполненный в виде двух зеркал 8 и 9, установленных параллельно отражающей грани 5 призмы 2 и плоскости установки образца, компенсатор в виде поворачивающейся плоскопараллельной прозрачной пластины 10, установленной по ходу светового пучка между призмой 2 и линзой 11, расположенной перед приемником излучения 12, а также держатель образцов 13. Параллельный световой пучок (призма 2 выведена из светового пучка) попадает на приемник излучения, при этом центр пучка совмещается с центром светочувствительной площадки приемника излучения. Затем посредством каретки в световой пучок вводится призма 2 (положение А), которую устанавливают по углу таким образом, что выходящий из источника излучения световой пучок будет перпендикулярен граням 3 и 7 призмы 2 и не изменит своего положения на светочувствительной площадке приемника излучения (в результате автоматически зеркальная грань 5 призмы 2 будет параллельна оси, соединяющей источник и приемник излучения). Посредством каретки призму 2 устанавливают в положение Б, при этом световой пучок падает на зеркальную грань 4 призмы 2. Подвижный отражатель с сферическими зеркалами 8 и 9 устанавливают в положение I. The device contains optically coupled radiation source 1, a mirror system made in the form of a direct prism 2 with a transparent face 3, reflecting side faces (with a mirror coating) 4, 5, 6, a second transparent face 7, a movable reflector made in the form of two mirrors 8 and 9, installed parallel to the reflecting face 5 of the prism 2 and the sample installation plane, the compensator in the form of a rotating plane-parallel transparent plate 10, installed along the light beam between the prism 2 and the lens 11 located in front of the receiver radiation 12, as well as the sample holder 13. A parallel light beam (prism 2 removed from the light beam) hits the radiation receiver, while the center of the beam is aligned with the center of the photosensitive area of the radiation receiver. Then, through the carriage, a prism 2 (position A) is introduced into the light beam, which is installed in an angle so that the light beam emerging from the radiation source is perpendicular to faces 3 and 7 of prism 2 and does not change its position on the photosensitive area of the radiation receiver (as a result, the mirror face 5 of prism 2 will be parallel to the axis connecting the radiation source and receiver). By means of the carriage, prism 2 is set to position B, while the light beam falls on the mirror face 4 of prism 2. A movable reflector with spherical mirrors 8 and 9 is set to position I.

Световой пучок, выходящий из источника излучения 1, отразившись от зеркальной поверхности грани 4 призмы 2 (в отсутствие измеряемого образца), попадает на сферическое зеркало 8 отражателя, находящегося в положении I, которое фокусирует его на отражающую грань 5 призмы 2. Отраженный гранью 5 призмы 2 световой пучок попадает на сферическое зеркало 9, фокусирующее его в плоскость зеркальной грани 5 призмы 2 и создающее совместно с отражающей гранью 6 призмы 2 изображение источника излучения на светочувствительном слое приемника излучения 12. Сигнал I_o, снятый с приемника излучения 12, соответствует интенсивности светового пучка, прошедшего всю оптическую систему в отсутствие измеряемого образца. Затем отражатель с зеркалами 8 и 9 переводится в положение II, а образец вводится с помощью держателя 13 в световой пучок, при этом образуется измерительный канал (фиг.1, ход лучей показан пунктиром). В этом случае световой пучок от источника излучения 1 падает на измеряемый образец. Отразившись от поверхности образца, пучок попадает на сферическое зеркало 8, которое направляет его обратно на образец и фокусирует на отражающую грань 5 призмы 2. Затем уже расходящийся пучок в третий раз отражается от образца и попадает на сферическое зеркало 9, которое направляет пучок на образец и фокусирует его в плоскость отражающей грани 5 призмы 2. Отразившись от зеркальной поверхности грани 6 призмы 2, световой пучок попадает в приемник излучения 12, причем поперечное сечение пучка и его положение на светочувствительном слое остается неизменным (как и при измерении сигнала I_o), т.к. длина хода пучка в опорном и измерительном канале одинаковы. Сигнал I₁, снятый с приемника излучения 12, соответствует интенсивности светового пучка, прошедшего всю оптическую систему устройства и испытавшего четырехкратное отражение от измеряемого образца. Таким образом, прямая призма с отражающими боковыми гранями 4, 5, 6 представляет собой зеркальную систему, не только направляющую световой пучок на образец и выводящую отраженный пучок на приемник излучения 12, но и обеспечивающую совместно с подвижным отражателем четырехкратное отражение от образца.The light beam emerging from the radiation source 1, reflected from the mirror surface of the face 4 of prism 2 (in the absence of the measured sample), enters the spherical mirror 8 of the reflector in position I, which focuses it on the reflecting face 5 of prism 2. Reflected by face 5 of the prism 2, the light beam hits a spherical mirror 9, focusing it on the plane of the mirror face 5 of prism 2 and creating, together with the reflecting face 6 of prism 2, an image of the radiation source on the photosensitive layer of the radiation receiver 12. Signal I _o , taken from the radiation detector 12, corresponds to the intensity of the light beam passing through the entire optical system in the absence of the measured sample. Then the reflector with mirrors 8 and 9 is transferred to position II, and the sample is introduced using the holder 13 into the light beam, and a measuring channel is formed (Fig. 1, the course of the rays is shown by a dotted line). In this case, the light beam from the radiation source 1 is incident on the measured sample. Reflected from the surface of the sample, the beam hits a spherical mirror 8, which directs it back onto the sample and focuses on the reflecting face 5 of prism 2. Then the diverging beam is reflected a third time from the sample and hits the spherical mirror 9, which directs the beam to the sample and focuses it on the plane of the reflecting face 5 of prism 2. Reflecting from the mirror surface of face 6 of prism 2, the light beam enters the radiation receiver 12, and the beam cross section and its position on the photosensitive layer remains unchanged (as in the measurement of the signal I _o ), because the length of the beam in the reference and measuring channel are the same. The signal I ₁ , taken from the radiation detector 12, corresponds to the intensity of the light beam that has passed through the entire optical system of the device and experienced four-fold reflection from the measured sample. Thus, a direct prism with reflecting side faces 4, 5, 6 is a mirror system, not only directing the light beam to the sample and outputting the reflected beam to the radiation receiver 12, but also providing four-fold reflection from the sample together with the movable reflector.

Вычисление абсолютного коэффициента отражения осуществляется по формуле
R_обр=

; n=4, (для схемы на фиг. 1) где R_обр - коэффициент отражения образца;
I_о - интенсивность светового пучка в отсутствие образца;
I₁ - интенсивность светового пучка, испытавшего четырехкратное отражение от образца;
n - число отражений от образца.The calculation of the absolute reflection coefficient is carried out according to the formula
R _arr. =

; n = 4, (for the circuit in Fig. 1) where R _arr is the reflection coefficient of the sample;
I _about - the intensity of the light beam in the absence of a sample;
I ₁ - the intensity of the light beam that experienced four-fold reflection from the sample;
n is the number of reflections from the sample.

2. Измерение коэффициента отражения относительно образца сравнения осуществляется по схеме измерительного канала (отражатель с зеркалами 8 и 9 находится в положении II при поочередном введении в световой пучок образца сравнения с известным коэффициентом отражения R_эт и измеряемого образца) . Если I₂ - сигнал, снятый с приемника излучения 12, соответствующий интенсивности светового пучка, прошедшего всю оптическую систему устройства и испытавшего четырехкратное отражение от образца сравнения, то вычисление коэффициента отражения осуществляется по формуле
R_обр= R_эт.·

; n= 4, где R_эт - коэффициент отражения образца сравнения;
I₂ - интенсивность светового пучка, испытавшего 4-кратное отражение от образца сравнения.2. Measurement of the reflection coefficient relative to the comparison sample is carried out according to the scheme of the measuring channel (the reflector with

mirrors

8 and 9 is in position II when the comparison sample with the known reflection coefficient R _et and the measured sample is introduced into the light beam alternately). If I ₂ is the signal taken from the radiation detector 12, corresponding to the intensity of the light beam that has passed through the entire optical system of the device and experienced four-fold reflection from the reference sample, then the reflection coefficient is calculated by the formula
R _arr. = R _et. ·

; n = 4, where R _et is the reflection coefficient of the reference sample;
I ₂ - the intensity of the light beam that experienced 4-fold reflection from the reference sample.

3, Измерение коэффициента пропускания. 3, transmittance measurement.

Для измерения коэффициента пропускания в оптическую систему устройства дополнительно вводится компенсатор в виде поворачивающейся прозрачной пластины 10 и линза 11, при этом основание, на котором закреплены эти элементы, устанавливается таким образом, что оптическая ось линзы 11 (пересекающая ось вращения пластины) будет параллельна пучку, но смещена относительно центрального луча этого пучка на расстояние В/2, где В - величина, характеризующая смещение падающего пучка параллельно самому себе за счет преломления на гранях образца, определяемая из соотношения:
B=kdsin

1-

; (k=4), где d - толщина образца;
n_обp. - показатель преломления образца;
ε - угол падения светового пучка на образец;
k - число прохождений светового пучка сквозь образец.To measure the transmittance, a compensator is additionally introduced into the optical system of the device in the form of a rotating transparent plate 10 and a lens 11, while the base on which these elements are fixed is installed so that the optical axis of the lens 11 (intersecting the axis of rotation of the plate) is parallel to the beam, but is shifted relative to the central beam of this beam by a distance B / 2, where B is a value characterizing the displacement of the incident beam parallel to itself due to refraction at the faces of the sample, emaya from the relation:
B = kdsin

1-

; (k = 4), where d is the thickness of the sample;
n _arr. - refractive index of the sample;
ε is the angle of incidence of the light beam on the sample;
k is the number of passes of the light beam through the sample.

Кроме того, сферические зеркала 8 и 9 отражателя, установленного в положение I, заменяются на плоские, параллельный пучок, выходящий из источника излучения 1, отразившись от зеркальной поверхности грани 4 призмы 2 (в отсутствие измеряемого образца) попадает на плоское зеркало 8 отражателя, которое направляет его на отражающую грань 5 призмы 2. Затем пучок света, последовательно отразившись от зеркала 9 (отражателя) и зеркальной поверхности грани 6 призмы 2 попадает на плоскопараллельную пластину 10, установленную таким образом, что падающий пучок образует угол j с перпендикуляром к поверхности пластины, который может быть найден из предварительно вычерченного графика j = f(B) для определенных значений В (пример приведен в приложении 1). Значения В графика получены путем подстановки различных углов j в выражение
B=

= 2Dsinj

1-

где D - толщина плоскопараллельной пластины;
j - угол между падающим пучком и перпендикуляром к поверхности пластины;
ω - угол преломления светового пучка в пластине;
n_пл. - показатель преломления пластины, которое в неявном виде выражает зависимость В = f(j) и может быть получено из простых геометрических построений (фиг.2).In addition, the

spherical mirrors

8 and 9 of the reflector installed in position I are replaced by a plane, parallel beam emerging from the radiation source 1, reflected from the mirror surface of the face 4 of prism 2 (in the absence of the measured sample) gets on the flat mirror 8 of the reflector, which directs it to the reflecting face 5 of the prism 2. Then the light beam, successively reflected from the mirror 9 (reflector) and the mirror surface of the face 6 of the prism 2 falls on a plane-parallel plate 10, mounted in such a way that the incident beam forms an angle j with a perpendicular to the surface of the plate, which can be found from a previously drawn graph j = f (B) for certain values of B (an example is given in Appendix 1). The values in the graph are obtained by substituting various angles j in the expression
B =

= 2Dsinj

1-

where D is the thickness of the plane-parallel plate;
j is the angle between the incident beam and the perpendicular to the surface of the plate;
ω is the angle of refraction of the light beam in the plate;
n _pl - the refractive index of the plate, which implicitly expresses the dependence B = f (j) and can be obtained from simple geometric constructions (figure 2).

Параллельный пучок, преломленный пластиной 10, попадает на линзу 11, которая формирует на светочувствительном слое приемника излучения 12 световой пучок необходимого поперечного сечения. Сигнал, снятый с приемника излучения 12, соответствует интенсивности светового пучка, прошедшего всю оптическую систему устройства (в режиме измерения коэффициента пропускания) в отсутствие измеряемого образца. Затем с помощью держателя в пучок света вводится измеряемый образец (плоскопараллельная прозрачная пластина с просветляющим покрытием или без него). В этом случае параллельный пучок света последовательно отражается от зеркальной поверхности грани 4 призмы 2, зеркала 8 отражателя, отражающей грани 5 призмы 2, зеркала 9 отражателя, зеркальной поверхности грани 6 призмы 2, при этом четырежды пройдя сквозь образец, и попадает на плоскопараллельную пластину 10, установленную таким образом (фиг. 2), что падающий пучок образует угол -j с перпендикуляром к поверхности пластины. Световой пучок, преломленный пластиной 10, попадает на линзу 11, которая проецирует его на приемник излучения 12, при этом поперечное сечение пучка и его положение на светочувствительном слое остается неизменным (как и при измерении сигнала I_o) ,так как возникающее в процессе прохождения через образец смещение падающего пучка параллельно самому себе, компенсируется с помощью плоскопараллельной пластины 10. Сигнал I₁, снятый с приемника излучения 12, соответствует интенсивности светового пучка, прошедшего всю оптическую систему устройства и четырежды прошедшего сквозь образец. Вычисление коэффициента пропускания осуществляется по формуле
T=

; n=4, где Т - коэффициент пропускания образца;
I_o - интенсивность светового пучка в отсутствие образца;
I₁ - интенсивность светового пучка, четырежды прошедшего через образец.A parallel beam refracted by the plate 10 hits the lens 11, which forms a light beam of the required cross section on the photosensitive layer of the radiation receiver 12. The signal taken from the radiation detector 12 corresponds to the intensity of the light beam that has passed through the entire optical system of the device (in the transmission coefficient measurement mode) in the absence of a measured sample. Then, using the holder, the measured sample is introduced into the light beam (plane-parallel transparent plate with or without antireflection coating). In this case, a parallel light beam is successively reflected from the mirror surface of the prism 2 face 4, mirror 8 of the reflector, reflecting face 5 of the prism 2, reflector mirror 9, the mirror surface of face 6 of the prism 2, while passing through the sample four times, and enters the plane-parallel plate 10 installed in such a way (Fig. 2) that the incident beam forms an angle -j with a perpendicular to the surface of the plate. The light beam refracted by the plate 10 hits the lens 11, which projects it onto the radiation receiver 12, while the beam cross section and its position on the photosensitive layer remains unchanged (as in the measurement of the signal I _o ), since it arises during passage through the sample, the displacement of the incident beam parallel to itself, is compensated by means of a plane-parallel plate 10. The signal I ₁ , taken from the radiation detector 12, corresponds to the intensity of the light beam that has passed through the entire optical system of the device and h Four times passed through the sample. The transmission coefficient is calculated by the formula
T =

; n = 4, where T is the transmittance of the sample;
I _o - the intensity of the light beam in the absence of a sample;
I ₁ - the intensity of the light beam four times passed through the sample.

Если призма 2 выведена из оптической системы устройства, в пучок излучения может вводиться прозрачный образец и осуществляться измерение коэффициента пропускания при однократном прохождении излучения. Устройство позволяет проводить измерения коэффициента отражения при падении на образец как параллельного, так и расходящегося пучка, однако следует учитывать, что режим работы устройства при падении на образец расходящегося пучка позволяет измерять коэффициент отражения образцов меньшей площади, чем режим работы устройства в параллельном пучке. If the prism 2 is removed from the optical system of the device, a transparent sample can be introduced into the radiation beam and the transmission coefficient can be measured with a single transmission of radiation. The device allows measurements of the reflection coefficient when both a parallel and a diverging beam is incident on a sample, however, it should be noted that the device’s operating mode when a diverging beam is incident on a sample allows measuring the reflection coefficient of samples of a smaller area than the mode of operation of the device in a parallel beam.

Claims

1. A DEVICE FOR MEASURING REFLECTION AND TRANSMISSION OF SAMPLES, containing a sample holder and optically coupled radiation source, a mirror system, a movable reflector, a lens and a radiation receiver, characterized in that, in order to expand the class of samples under study, simplify the device and its adjustment, and also reducing its dimensions, the mirror system is made in the form of a straight hexagonal prism with three reflecting side faces, two of which are located at an angle to one another, and the third face, enclosed between them from the top of the angle, perpendicular to two transparent side faces, parallel to the plane of installation of the sample and a movable reflector containing at least two mirrors and mounted to rotate 180 ^o relative to the axis lying in the plane of installation of the sample, while the prism is symmetrical relative to the plane, perpendicular to the third reflective face, and installed with the possibility of translational movement perpendicular to the plane of installation of the sample.

2. The device according to claim 1, characterized in that, in order to improve the accuracy of measuring the transmittance, the compensator is additionally introduced into the device in the form of a rotating plane-parallel plate installed along the radiation between the prism and the lens with the axis of rotation passing through the center of symmetry of the plate and perpendicular to the plane of incidence of radiation on the sample.