RU2188401C1

RU2188401C1 - Interferometer

Info

Publication number: RU2188401C1
Application number: RU2001113539/28A
Authority: RU
Inventors: А.В. Атнашев; В.Б. Атнашев; П.В. Атнашев; рченков А.С. Бо; А.С. Боярченков
Original assignee: Атнашев Виталий Борисович; Закрытое акционерное общество "УралЭКОС"
Priority date: 2001-05-16
Filing date: 2001-05-16
Publication date: 2002-08-27

Abstract

FIELD: spectral analysis. SUBSTANCE: interferometer includes optically coupled source of luminous radiation, reflection mirror and photodetector made in the form of periodic lattice structure with thin photoelectric partially transmitting layer deposited on clear plate in the form of lines of above- mentioned lattice structure Interferometer is additionally fitted with second periodic lattice structure with thin partially transmitting layer deposited in the form of lines with same period as first lattice structure. Second periodic lattice structure is located in plane of first periodic lattice structure on same clear plate and lines of second periodic lattice structure are arranged in parallel with lines of first periodic lattice structure with half-period displacement. EFFECT: increased measurement accuracy while measuring constant component of analyzed radiation thanks to allowance for background radiation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области спектрального анализа и может быть использовано при спектральном анализе светового излучения. The invention relates to the field of spectral analysis and can be used in the spectral analysis of light radiation.

Одним из классических устройств, используемым для спектрального анализа, является интерферометр, содержащий оптически сопряженные источник светового излучения, отражающие зеркала, светоделительную пластину, фотодетектор и спектроанализатор [Мерц Л. Интегральные преобразования в оптике. М.: Мир, 1969, с.80-83]. One of the classic devices used for spectral analysis is an interferometer containing an optically coupled light source, reflecting mirrors, a beam splitter, a photodetector and a spectrum analyzer [Merz L. Integral transformations in optics. M .: Mir, 1969, p. 80-83].

К недостаткам данного интерферометра можно отнести его большую дисперсию, что существенно сужает рабочий диапазон измерений. The disadvantages of this interferometer include its large dispersion, which significantly narrows the working range of measurements.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является интерферометр, содержащий оптически сопряженные источник светового излучения, отражающее зеркало и фотодетектор, выполненный в виде периодической решетчатой структуры с тонким частично пропускающим фотоэлектрическим слоем, нанесенным в виде штрихов упомянутой решетчатой структуры на прозрачную пластинку, которая расположена между источником светового излучения и отражающим зеркалом [Атнашев А.В., Атнашев В. Б. , Атнашев П.В. Метод интерференции на дифракционной решетке. Метод Атнашева. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2000. с. 18 (прототип)]. The closest in technical essence and the achieved effect to the present invention is an interferometer containing an optically coupled light source, a reflecting mirror and a photo detector made in the form of a periodic lattice structure with a thin partially transmitting photoelectric layer deposited in the form of strokes of the said lattice structure on a transparent plate, which is located between the light source and the reflecting mirror [Atnashev A.V., Atnashev V. B., Atnashev P.V. The diffraction grating interference method. Atnashev's method. Yekaterinburg: USTU-UPI, 2000.p. 18 (prototype)].

К недостаткам данного интерферометра можно отнести недостаточно высокую точность измерения из-за влияния светового фона при измерении постоянной составляющей анализируемого излучения. The disadvantages of this interferometer include insufficiently high measurement accuracy due to the influence of light background when measuring the constant component of the analyzed radiation.

Задачей изобретения является повышение точности измерения при измерении постоянной составляющей анализируемого излучения. The objective of the invention is to increase the accuracy of measurement when measuring the constant component of the analyzed radiation.

Поставленная задача может быть решена за счет того, что интерферометр, содержащий оптически сопряженные источник светового излучения, отражающее зеркало и фотодетектор, выполненный в виде периодической решетчатой структуры с тонким частично пропускающим фотоэлектрическим слоем, нанесенным в виде штрихов упомянутой решетчатой структуры на прозрачную пластину, которая расположена между источником светового излучения и отражающим зеркалом, дополнительно снабжен второй периодической решетчатой структурой с тонким частично пропускающим фотоэлектрическим слоем, нанесенным в виде штрихов с таким же периодом, как у первой решетчатой структуры, при этом вторая периодическая решетчатая структура размещена в плоскости первой первой периодической решетчатой структуры на той же прозрачной пластинке, а штрихи второй периодической решетчатой структуры расположены параллельно штрихам первой периодической решетчатой структуры со смещением на половину периода. The problem can be solved due to the fact that the interferometer containing an optically coupled light source, a reflecting mirror and a photo detector, made in the form of a periodic lattice structure with a thin partially transmitting photoelectric layer deposited in the form of strokes of the said lattice structure on a transparent plate, which is located between the light source and the reflecting mirror, it is additionally equipped with a second periodic lattice structure with a thin partially miss by a photovoltaic layer applied in the form of strokes with the same period as the first lattice structure, while the second periodic lattice structure is placed in the plane of the first first periodic lattice structure on the same transparent plate, and the strokes of the second periodic lattice structure are parallel to the strokes of the first periodic lattice structure with an offset of half the period.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема интерферометра. The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of an interferometer.

Интерферометр содержит оптически сопряженные источник 1 светового излучения, отражающее зеркало 2 и фотодетектор 3, выполненный в виде периодической решетчатой структуры 4 с тонким, частично пропускающим фотоэлектрическим слоем, нанесенным в виде штрихов 5 упомянутой решетчатой структуры 4 на прозрачную пластинку 6, которая расположена между источником 1 светового излучения и отражающим зеркалом 2. Интерферометр дополнительно снабжен второй периодической решетчатой структурой 7 с тонким, частично пропускающим фотоэлектрическим слоем, нанесенным в виде штрихов 8 с таким же периодом, как у первой решетчатой структуры 4, при этом вторая периодическая решетчатая структура 7 размещена в плоскости первой периодической решетчатой структуры 4 на той же прозрачной пластинке 6, а штрихи 8 второй периодической решетчатой структуры 7 расположены параллельно штрихам 5 первой периодической решетчатой структуры 4 со смещением на половину периода. Выходы первой и второй периодических решетчатых структур 4, 7 соединены с входами электрического сумматора 9. The interferometer contains optically coupled light source 1, a reflecting mirror 2 and a photodetector 3, made in the form of a periodic lattice structure 4 with a thin, partially transmitting photoelectric layer deposited in the form of strokes 5 of the said lattice structure 4 on a transparent plate 6, which is located between the source 1 light radiation and a reflecting mirror 2. The interferometer is additionally equipped with a second periodic lattice structure 7 with a thin, partially transmissive photoelectric layer, n carried in the form of strokes 8 with the same period as the first lattice structure 4, while the second periodic lattice structure 7 is placed in the plane of the first periodic lattice structure 4 on the same transparent plate 6, and the strokes 8 of the second periodic lattice structure 7 are parallel to the strokes 5 of the first periodic lattice structure 4 with an offset of half the period. The outputs of the first and second periodic lattice structures 4, 7 are connected to the inputs of the electric adder 9.

Интерферометр работает следующим образом. The interferometer operates as follows.

Световой поток от источника 1 светового излучения поступает на отражающее зеркало 2, отражается от него и в виде стоячей световой волны поступает на фотодетектор 3. За счет того, что периодические решетчатые структуры 4 и 7 выполнены из тонкого, частично пропускающего фотоэлектрического слоя в виде штрихов 5 и 8, возможна регистрация системы узлов и пучностей напряженности электрического поля стоячей световой волны. При совмещении штрихов 5 первой периодической решетчатой структуры 4 с местоположением системы пучностей напряженности электрического поля стоячей световой волны происходит воздействие электрического вектора стоячей световой волны на фоточувствительные штрихи 5. При этом на штрихи 8 второй периодической решетчатой структуры 7 воздействует магнитный вектор стоячей световой волны, так как штрихи 8 смещены параллельно штрихам 5 на половину периода. Электрический сумматор 9 обеспечивает получение разностного электрического сигнала, который детектируется на фоточувствительных периодических решетчатых структурах 4 и 7. Световое фоновое излучение оказывает равномерно распределенное воздействие на фоточувствительные штрихи 5, 8 и, следовательно, вычитается на сумматоре. The luminous flux from the light radiation source 1 enters the reflecting mirror 2, is reflected from it, and enters the photodetector 3 in the form of a standing light wave. Due to the fact that the periodic lattice structures 4 and 7 are made of a thin partially transmissive photoelectric layer in the form of strokes 5 and 8, it is possible to register a system of nodes and antinodes of the electric field strength of a standing light wave. When combining strokes 5 of the first periodic lattice structure 4 with the location of the system of antinodes of the electric field of the standing light wave, the electric vector of the standing light wave acts on the photosensitive strokes 5. Moreover, the strokes 8 of the second periodic lattice structure 7 are affected by the magnetic vector of the standing light wave, since strokes 8 are offset parallel to strokes 5 by half the period. The electric adder 9 provides a differential electric signal, which is detected on the photosensitive periodic lattice structures 4 and 7. Light background radiation has a uniformly distributed effect on the photosensitive strokes 5, 8 and, therefore, is subtracted on the adder.

Предлагаемый интерферометр позволяет существенно повысить точность измерений за счет учета фонового излучения. The proposed interferometer can significantly improve the accuracy of measurements by taking into account the background radiation.

Claims

An interferometer containing an optically conjugated light source, a reflecting mirror and a photo detector, made in the form of a periodic lattice structure with a thin partially transmissive photoelectric layer deposited in the form of strokes of the said lattice structure on a transparent plate, which is located between the light radiation source and the reflecting mirror, characterized the fact that the interferometer is additionally equipped with a second periodic lattice structure with a thin partially transmitting photoelectric a layer applied in the form of strokes with the same period as the first lattice structure, with the second periodic lattice structure placed in the plane of the first periodic lattice structure on the same transparent plate, and the strokes of the second periodic lattice structure parallel to the strokes of the first periodic lattice structure with offset by half the period.