RU2643216C1 - Method for determining reflection coefficients of mirrors - Google Patents
Method for determining reflection coefficients of mirrors Download PDFInfo
- Publication number
- RU2643216C1 RU2643216C1 RU2016147833A RU2016147833A RU2643216C1 RU 2643216 C1 RU2643216 C1 RU 2643216C1 RU 2016147833 A RU2016147833 A RU 2016147833A RU 2016147833 A RU2016147833 A RU 2016147833A RU 2643216 C1 RU2643216 C1 RU 2643216C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mirrors
- radiation
- reflection
- measured
- combination
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/005—Testing of reflective surfaces, e.g. mirrors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/55—Specular reflectivity
- G01N2021/555—Measuring total reflection power, i.e. scattering and specular
Abstract
Description
Способ определения коэффициентов отражения зеркалThe method of determining the reflection coefficients of mirrors
Изобретение относится к области технической физики, в частности к фотометрии и спектрофотометрии, и может быть использовано для измерения абсолютных значений коэффициентов отражения зеркал.The invention relates to the field of technical physics, in particular to photometry and spectrophotometry, and can be used to measure the absolute values of the reflection coefficients of mirrors.
Известен способ измерения коэффициента отражения исследуемой детали с полированной поверхностью или нанесенным на такую поверхность покрытием (так, что ее можно считать зеркальной поверхностью). Способ реализован в устройстве, содержащем источник света (оптический квантовый генератор - ОКГ), уголковый отражатель, образованный парой зеркал, исследуемую деталь и фотоприемник (Авторское свидетельство №411356, МКИ G01N 21/25, опубликовано 15.01.1974 г. Бюллетень №2). В соответствии со способом фотоприемником регистрируют мощность светового излучения (световой энергии) Iпад, падающего на зеркала уголкового отражателя в отсутствии исследуемой детали, а затем, при размещении на пути излучения исследуемой детали и изменении положения уголкового отражателя, мощность светового излучения Iотр, претерпевшего двукратное отражение от исследуемой детали с полированной (зеркальной) поверхностью. Абсолютное значение коэффициента отражения полированной (зеркальной) поверхности исследуемой детали рассчитывают по формуле:A known method of measuring the reflection coefficient of the test piece with a polished surface or a coating applied to such a surface (so that it can be considered a mirror surface). The method is implemented in a device containing a light source (optical quantum generator - laser), an angular reflector formed by a pair of mirrors, a test piece and a photodetector (Copyright certificate No. 411356, MKI G01N 21/25, published January 15, 1974, Bulletin No. 2). In accordance with the method of the photodetector, the power of light radiation (light energy) I pad incident on the mirrors of the corner reflector in the absence of the part being studied is recorded, and then, when the part under study is placed on the radiation path and the position of the corner reflector is changed, the light radiation power I OT , which has undergone twice reflection from the investigated part with a polished (mirror) surface. The absolute value of the reflection coefficient of the polished (mirror) surface of the investigated part is calculated by the formula:
где R - коэффициент отражения полированной поверхности исследуемой детали; Iотр - поток светового излучения, претерпевший двукратное отражение от поверхности исследуемой детали; Iпад - поток светового излучения, падающий на поверхность исследуемой детали.where R is the reflection coefficient of the polished surface of the investigated part; I neg - the flux of light radiation, which underwent double reflection from the surface of the investigated part; I pad - a stream of light radiation incident on the surface of the investigated part.
Основным недостатком, присущим рассматриваемому способу, является невысокая точность измерений. В частности, влияет на точность некорректность измерений, связанная с тем, что излучение падает на аттестуемую деталь под разными углами при первом и втором отражении от нее.The main disadvantage inherent in the considered method is the low accuracy of the measurements. In particular, the accuracy of the measurements, which is related to the fact that the radiation falls on the certified part at different angles during the first and second reflection from it, affects accuracy.
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого способа является способ рефлексометрических измерений (патент РФ №2467309, МКИ G01N 21/55, G01M 11/02, опубликовано Бюллетень №20, 2012 г.), заключающийся в том, что измерение осуществляют в несколько этапов, на каждом используют разные комбинации параллельно устанавливаемых зеркал и на каждом измеряют мощность излучения после отражения от зеркал, составляющих комбинацию. При этом измерения осуществляют в системе зеркал, два из которых являются контролируемыми (измеряемыми), а одно является вспомогательным.The closest analogue (prototype) of the proposed method is the method of reflexometric measurements (RF patent No. 2467309, MKI G01N 21/55, G01M 11/02, published Bulletin No. 20, 2012), which consists in the fact that the measurement is carried out in several stages, each uses different combinations of parallel mounted mirrors and each measures the radiation power after reflection from the mirrors that make up the combination. In this case, the measurements are carried out in a system of mirrors, two of which are controlled (measured), and one is auxiliary.
В процедуре проводятся измерения 2-х зеркал, коэффициенты отражения которых рассчитывают по формулам:In the procedure, measurements are made of 2 mirrors, the reflection coefficients of which are calculated by the formulas:
где ρ1 и ρ2 - коэффициенты отражения первого и второго контролируемых зеркал; a - мощность излучения после прохождения комбинации контролируемых зеркал при однократном отражении от каждого из них; b - мощность излучения после прохождения комбинации контролируемых зеркал при n-кратном отражении от каждого из них; с - мощность излучения после прохождения комбинации из контролируемых зеркал и вспомогательного зеркала, в которой от вспомогательного зеркала излучение отражается 1 раз, от одного из контролируемых зеркал - n раз, и от второго - n-1 раз; d - мощность излучения после прохождения комбинации из контролируемых зеркал и вспомогательного зеркала, в которой проведена перестановка контролируемых зеркал.where ρ 1 and ρ 2 are the reflection coefficients of the first and second controlled mirrors; a - radiation power after passing through a combination of controlled mirrors with a single reflection from each of them; b is the radiation power after passing through a combination of controlled mirrors with n-fold reflection from each of them; c - radiation power after passing a combination of controlled mirrors and an auxiliary mirror, in which radiation is reflected 1 time from an auxiliary mirror, n times from one of the controlled mirrors, and n-1 times from the second; d is the radiation power after passing through a combination of controlled mirrors and an auxiliary mirror, in which the controlled mirrors are rearranged.
Недостатки данного способа измерений состоят в том, что:The disadvantages of this method of measurement are that:
- не учитывается погрешность, связанная с нестабильностью исходной мощности излучения (на входе в комбинации контролируемых зеркал);- the error associated with the instability of the initial radiation power (at the input to the combination of controlled mirrors) is not taken into account;
- существует необходимость юстировки двух зеркал одновременно, что также увеличивает погрешность проводимых измерений.- there is a need to align two mirrors at the same time, which also increases the error of the measurements.
В патенте не отображены факторы, влияющие на точность определения коэффициентов отражения зеркал:The patent does not display factors affecting the accuracy of determining the reflection coefficients of mirrors:
- задание угла падения излучения;- setting the angle of incidence of radiation;
- контроль параллельности и плоскостности зеркал;- control of parallelism and flatness of mirrors;
- контроль прохождения излучения по одному и тому же оптическому пути при перестановке зеркал.- control of the passage of radiation along the same optical path during rearrangement of mirrors.
Кроме того, производительность данного способа (количество измеряемых элементов за один этап измерения) низка - 2 значения коэффициента отражения за 4 этапа.In addition, the performance of this method (the number of measured elements in one measurement stage) is low - 2 values of the reflection coefficient for 4 stages.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении точности измерений.The technical result of the invention is to improve the accuracy of measurements.
Дополнительный технический результат заключается в увеличении производительности измерений.An additional technical result is to increase the measurement performance.
Данный технический результат достигается тем, что в отличие от известного способа измерения коэффициентов отражения зеркал, размещаемых в комбинацию параллельно друг другу и отражающих излучение от одного до нескольких раз, состоящего из последовательности этапов измерений, связанных с заменой зеркал в комбинации, измерением мощности излучения после отражений от них в каждой из комбинаций, в предложенном способе при определении коэффициентов отражения зеркал используют набор из трех измеряемых зеркал; обеспечивают задание и контроль величины угла падения излучения на зеркала и параллельности установки зеркал; процедуру определения коэффициентов отражения измеряемых зеркал проводят в три этапа; на каждом этапе выбирают два из трех зеркал из набора, образующих различные комбинации; при переходе от этапа к этапу производят замену и юстировку только одного из зеркал, составляющих комбинацию; дополнительно к измерению мощности излучения после отражения от зеркал Р' измеряют исходную мощность излучения Р; величины Р' и Р регистрируют одновременно; определяют величину изменения мощности исходного излучения после отражения от комбинации зеркал на каждом этапе ƒ=P'/P; используют значения величин изменения мощности на каждом из этапов для определения коэффициентов отражения измеряемых зеркал в соответствии с соотношением:This technical result is achieved in that, in contrast to the known method for measuring the reflection coefficients of mirrors placed in a combination parallel to each other and reflecting radiation from one to several times, consisting of a sequence of measurement steps associated with replacing the mirrors in combination, measuring the radiation power after reflections from them in each of the combinations, in the proposed method, when determining the reflection coefficients of the mirrors, a set of three measured mirrors is used; provide the task and control of the magnitude of the angle of incidence of radiation on the mirrors and the parallel installation of mirrors; the procedure for determining the reflection coefficients of the measured mirrors is carried out in three stages; at each stage, two of the three mirrors from the set are selected, forming different combinations; during the transition from stage to stage, only one of the mirrors making up the combination is replaced and adjusted; in addition to measuring the radiation power after reflection from the mirrors P ', the initial radiation power P is measured; the values of P 'and P are recorded simultaneously; determine the magnitude of the change in the power of the initial radiation after reflection from the combination of mirrors at each stage ƒ = P '/ P; use the values of the magnitude of the change in power at each stage to determine the reflection coefficients of the measured mirrors in accordance with the ratio:
где Ri - коэффициент отражения i-го зеркала, i=1, 2, 3; ƒij, ƒik, ƒjk - величины изменения мощности излучения в комбинациях зеркал, состоящих из i и j, i и k, j и k зеркал соответственно, где j и k - другие зеркала из набора; n - количество отражений от каждого из зеркал.where R i is the reflection coefficient of the i-th mirror, i = 1, 2, 3; ƒ ij , ƒ ik , ƒ jk are the magnitudes of the change in radiation power in combinations of mirrors consisting of i and j, i and k, j and k mirrors, respectively, where j and k are other mirrors from the set; n is the number of reflections from each of the mirrors.
Процедура определения коэффициентов отражения зеркал состоит из трех этапов измерения. На первом этапе определяют величину изменения мощности исходного излучения после отражения от комбинации зеркал i и j, которая равна произведению коэффициентов отражения измеряемых зеркал в степени n, в итоге получается следующее соотношение:The procedure for determining the reflection coefficients of mirrors consists of three stages of measurement. At the first stage, the magnitude of the change in the power of the initial radiation after reflection from the combination of mirrors i and j, which is equal to the product of the reflection coefficients of the measured mirrors in degree n, is determined, as a result, the following relation is obtained:
На втором этапе в комбинации заменяют одно из зеркал (пусть j-e зеркало меняют на k-ое) таким образом, чтобы излучение проходило по тому же оптическому пути, что и на первом этапе. Определяют величину изменения мощности исходного излучения после отражения от комбинации зеркал i и k, которая равна произведению коэффициентов отражения измеряемых зеркал в степени n:At the second stage, in combination, one of the mirrors is replaced (let the jth mirror be changed to the kth) so that the radiation passes along the same optical path as at the first stage. The magnitude of the change in the power of the initial radiation after reflection from the combination of mirrors i and k is determined, which is equal to the product of the reflection coefficients of the measured mirrors in degree n:
На третьем этапе в комбинации заменяют i-е зеркало на j-е зеркало (т.к. других неповторяющихся комбинаций больше не осталось). Определяют величину изменения мощности исходного излучения после отражения от комбинации зеркал j и k, которая равна произведению коэффициентов отражения измеряемых зеркал в степени n:At the third stage, the i-th mirror is replaced in combination with the j -th mirror (since there are no other non-repeating combinations left). The magnitude of the change in the power of the initial radiation after reflection from the combination of mirrors j and k is determined, which is equal to the product of the reflection coefficients of the measured mirrors in degree n:
Решая систему уравнений (1)-(3), получаем следующие выражения для коэффициентов отражения измеряемых зеркал:Solving the system of equations (1) - (3), we obtain the following expressions for the reflection coefficients of the measured mirrors:
что в сводном виде соответствует:which in summary form corresponds to:
где Ri - коэффициент отражения i-го зеркала, i=1, 2, 3; ƒij, ƒik, ƒjk - величины падения мощности излучения в комбинациях зеркал, состоящих из i и j, i и k, j и k зеркал соответственно, где j и k - другие зеркала из набора; n - количество отражений от каждого из зеркал.where R i is the reflection coefficient of the i-th mirror, i = 1, 2, 3; ƒ ij , ƒ ik , ƒ jk are the values of the radiation power drop in the mirror combinations consisting of i and j, i and k, j and k mirrors, respectively, where j and k are other mirrors from the set; n is the number of reflections from each of the mirrors.
Таким образом, при определении коэффициентов отражения зеркал используют три зеркала, из которых все являются измеряемыми, причем на каждом этапе присутствуют только два из трех зеркал набора, которые образуют различные комбинации. Так как вспомогательное зеркало отсутствует, процедура определения коэффициентов отражения не требует дополнительного этапа измерения (характерного для прототипа), связанного с необходимостью исключить влияние коэффициента отражения вспомогательного зеркала на результат измерения. Процедуру определения коэффициентов отражения измеряемых зеркал проводят в три этапа вместо четырех (как в прототипе), что, в итоге, примерно на четверть уменьшает погрешность определения коэффициента отражения каждого из измеряемых зеркал.Thus, when determining the reflection coefficients of mirrors, three mirrors are used, of which all are measurable, and at each stage there are only two of the three mirrors in the set, which form different combinations. Since there is no auxiliary mirror, the procedure for determining the reflection coefficients does not require an additional measurement step (characteristic of the prototype), which is associated with the need to exclude the influence of the reflection coefficient of the auxiliary mirror on the measurement result. The procedure for determining the reflection coefficients of the measured mirrors is carried out in three stages instead of four (as in the prototype), which, as a result, reduces the error in determining the reflection coefficient of each of the measured mirrors by about a quarter.
Для задания угла падения излучения и сохранения величины данного угла при многократном отражении от измеряемых зеркал обеспечивается контроль величины угла падения и параллельности установки измеряемых зеркал, что уменьшает погрешность определения величины коэффициента отражения, которая в отсутствие контроля является усредненной по разным углам падения величиной. На каждом из этапов измерения заменяют и переюстируют только одно зеркало, что, с учетом контроля параллельности сборки из зеркал и прохождения излучения по одному и тому же пути, гарантирует однозначность (правильность) установки замененного элемента и также повышает точность измерений.To set the angle of incidence of radiation and maintain the value of this angle during multiple reflection from the measured mirrors, the angle of incidence and the parallelism of the installation of the measured mirrors are monitored, which reduces the error in determining the magnitude of the reflection coefficient, which in the absence of control is averaged over different angles of incidence. At each stage of the measurement, only one mirror is replaced and rearranged, which, taking into account the parallelism of the assembly from the mirrors and the passage of radiation along the same path, guarantees the uniqueness (correctness) of the installation of the replaced element and also increases the accuracy of measurements.
Дополнительный технический результат достигается тем, что в процессе измерений участвуют три измеряемых зеркала вместо двух, и не используется вспомогательное зеркало, что уменьшает количество этапов измерений. Результатом этого является производительность: 3 значения коэффициента отражения за 3 этапа, что в 2 раза больше показателя производительности прототипа.An additional technical result is achieved by the fact that three measured mirrors are used in the measurement process instead of two, and an auxiliary mirror is not used, which reduces the number of measurement steps. The result of this is productivity: 3 reflection coefficient values in 3 stages, which is 2 times more than the prototype performance indicator.
Таким образом, за счет реализации заявленной совокупности признаков, достигнут технический результат - повышение точности измерений коэффициентов отражения зеркал и, кроме того, увеличена производительность способа.Thus, due to the implementation of the claimed combination of features, a technical result has been achieved - improving the accuracy of measuring the reflection coefficients of mirrors and, in addition, the productivity of the method has been increased.
На фиг. 1 приведена схема выставления угла падения излучения на измеряемое зеркало, задания длины волны и поляризации излучения.In FIG. 1 is a diagram of setting the angle of incidence of radiation on the measured mirror, setting the wavelength and polarization of the radiation.
На фиг. 2 приведена схема контроля параллельности измеряемых зеркал.In FIG. 2 shows a control circuit for the parallelism of the measured mirrors.
На фиг. 3 приведена схема реализации способа определения коэффициентов отражения зеркал, где а - комбинация зеркал i и j, б - комбинация зеркал i и k, в - комбинация зеркал j и k.In FIG. 3 is a diagram of an implementation of a method for determining reflection coefficients of mirrors, where a is a combination of mirrors i and j, b is a combination of mirrors i and k, and c is a combination of mirrors j and k.
Позициями на фигурах 1-3 обозначены: 1 - i-е измеряемое зеркало, 2 - j-e измеряемое зеркало, 3 - k-е измеряемое зеркало, 4 - источник лазерного излучения, формирующий параллельный пучок лучей, 5 - призма Глана (устройство, задающее поляризацию излучения), задающая направление поляризации лазерного излучения; 6 и 7 - зеркала, направляющие излучение на первое по ходу его распространения контролируемое зеркало и задающие угол падения излучения; 8 - вбрасываемое зеркало, необходимое для задания угла падения с высокой точностью, 9 и 11 - клинья, необходимые для отвода части излучения на приемники, 10 и 12 - измерители мощности излучения, 13 - ПЗС камера, необходимая для контроля прохождения излучения по одному и тому же оптическому пути при переходе от одного этапа к следующему, 14 - ПЗС камера, необходимая для контроля величины угла падения излучения и параллельности установки измеряемых зеркал, 15 - зеркало, 16 - собирающая линза.The positions in figures 1-3 indicate: 1 - i-measured mirror, 2 - je measured mirror, 3 - k-measured mirror, 4 - laser radiation source forming a parallel beam of rays, 5 - Glan prism (polarization setting device radiation), which sets the direction of polarization of laser radiation; 6 and 7 — mirrors directing radiation to the first controlled mirror during its propagation and setting the angle of incidence of radiation; 8 - throw-in mirror, necessary to set the angle of incidence with high accuracy, 9 and 11 - wedges, necessary to divert part of the radiation to the receivers, 10 and 12 - radiation power meters, 13 - CCD camera, necessary to control the passage of radiation on one and the same the same optical path when moving from one stage to the next, 14 is a CCD camera, which is necessary to control the magnitude of the angle of incidence of radiation and the parallel installation of the measured mirrors, 15 is a mirror, 16 is a collecting lens.
На фиг. 1 представлена схема задания угла падения излучения на первое, по ходу распространения излучения, зеркало. Излучение от источника, в частности, лазера, 4 заводится на измеряемое зеркало 1 (измеряемое зеркало 2 в этой части процедуры измерения отсутствует) через зеркала 6 и 7, что позволяет, не перемещая лазер, менять угол падения излучения поворотом зеркал 6 и 7. Призма Глана 5 (устройство, задающее поляризацию излучения) позволяет изменять направление поляризации излучения источника 4. Между зеркалом 6 и первым по ходу распространения излучения контролируемым зеркалом 1, перпендикулярно излучению, устанавливается полупрозрачное зеркало 8. Все лучи излучения от лазера до отраженного от контролируемого зеркала выставляются в одной плоскости, с использованием лазерного уровня. За лазером устанавливается экран, на котором визуализируются точки А и В пересечения лучей (отраженного от контролируемого зеркала 1 и отраженного от зеркала 8) с экраном. Точка С - точка пересечения исходного падающего излучения с плоскостью контролируемого зеркала 1. Неточность определения угла падения излучения определяется неточностью определения длин сторон треугольника ABC и для современных средств измерения составляет величину порядка угловой минуты. Процедура выставления угла падения позволяет при определении коэффициентов отражения исключить погрешность измерения, связанную с неточностью задания угла падения исходного излучения.In FIG. 1 is a diagram of setting the angle of incidence of radiation on the first, along the propagation of radiation, mirror. The radiation from the source, in particular, the
После задания угла падения из схемы удаляется зеркало 8. Далее производят установку измеряемого зеркала 2 (второе или третье из набора измеряемых зеркал) параллельно измеряемому зеркалу 1 (фиг. 2.). Контроль параллельности можно осуществлять следующим образом: многократно отраженные и прошедшие через контролируемое зеркало 1 лучи с помощью зеркала 15 и линзы 16 фокусируются на камеру ПЗС 14 (расположенную в фокусе линзы 16). Схождение всех лучей в одну точку на камере ПЗС 14 означает, что измеряемые зеркала в комбинации установлены параллельно.After setting the angle of incidence,
На следующем этапе в схему вносятся два клина 9, 11 (фиг. 3), отводящие часть излучения на измерители мощности излучения 10 и 12, которые регистрируют величины Р и Р' одновременно. Угол клина и вызванное прохождением через клин изменение траектории исходного излучения должны учитываться при выставлении угла падения излучения на контролируемое зеркало. Мощность излучения на входе и на выходе комбинации зеркал определяется пересчетом из мощности, измеренной на датчиках, с учетом Френелевских потерь на клиньях 9 и 11, а так же их коэффициентов поглощения.At the next stage, two wedges 9, 11 (Fig. 3) are introduced into the circuit, which divert part of the radiation to
На камере ПЗС 13 (фиг. 3а) запоминается прицельное положение (центр масс) пришедшего на нее пучка излучения. При переходе к следующему этапу измерений изменяется комбинация зеркал и прицеливание пучка в данное положение при заданном количестве отражений гарантирует повторение оптического пути излучения. На фиг. 3б и фиг. 3в показаны следующие этапы аттестации, повторяющие схему, показанную на фиг. 3а, но отличающиеся комбинациями установленных параллельно зеркал: 1/3 и 2/3 соответственно.On the CCD camera 13 (Fig. 3a), the aiming position (center of mass) of the radiation beam arriving at it is stored. When moving to the next measurement step, the combination of mirrors changes and aiming the beam at a given position for a given number of reflections guarantees a repetition of the optical radiation path. In FIG. 3b and FIG. 3c shows the following certification steps repeating the circuit shown in FIG. 3a, but differing in combinations of mirrors mounted in parallel: 1/3 and 2/3, respectively.
На первом этапе измерений определяют падение мощности ƒ=P'/Р в комбинации измеряемых зеркал 1 и 2 (пусть первое измеряемое зеркало 1 - это i-е зеркало, второе измеряемое зеркало это j-е зеркало, третье - k-е зеркало). Величина изменения мощности исходного излучения после отражения от комбинации зеркал 1 и 2, которая равна произведению коэффициентов отражения измеряемых зеркал в степени n:At the first measurement stage, the power drop ƒ = P '/ P is determined in the combination of the measured mirrors 1 and 2 (let the first measured
ƒij=(Ri*Rj)n ƒ ij = (R i * R j ) n
На втором этапе измерений второе контролируемое зеркало заменяют на третье, опять устанавливая их параллельно (фиг. 3.б). Далее определяют величину изменения мощности исходного излучения после отражения от комбинации зеркал 1 и 3, которая равна произведению коэффициентов отражения измеряемых зеркал в степени n:At the second measurement stage, the second controlled mirror is replaced with the third, again setting them in parallel (Fig. 3.b). Next, determine the magnitude of the change in the power of the initial radiation after reflection from the combination of
ƒik=(Ri*Rk)n ƒ ik = (R i * R k ) n
На третьем этапе измерений первое контролируемое зеркало заменяют на третье, опять устанавливая их параллельно (фиг. 3.в). Далее определяют величину изменения мощности исходного излучения после отражения от комбинации зеркал 2 и 3, которая равна произведению коэффициентов отражения измеряемых зеркал в степени n:At the third stage of measurements, the first controlled mirror is replaced by the third, again setting them in parallel (Fig. 3.c). Next, determine the magnitude of the change in the power of the initial radiation after reflection from a combination of
fjk=(Rj*Rk)n f jk = (R j * R k ) n
Решая систему уравнений (1)-(3), получаем следующие выражения для коэффициентов отражения измеряемых зеркал:Solving the system of equations (1) - (3), we obtain the following expressions for the reflection coefficients of the measured mirrors:
илиor
Относительная погрешность измерения коэффициентов отражения контролируемых зеркал определяется выражением:The relative error in the measurement of reflection coefficients of controlled mirrors is determined by the expression:
По сравнению с прототипом относительная погрешность уменьшена, как минимум (без учета погрешности, связанной с контролем угла падения и мощности исходного излучения), на ≈25%.Compared with the prototype, the relative error is reduced, at least (without taking into account the error associated with the control of the angle of incidence and power of the initial radiation), by ≈25%.
Согласно вышеизложенному подходу были проведены эксперименты по определению коэффициентов отражения трех диэлектрических зеркал. Диаметр зеркал составлял 100 мм. Погрешность измерителей мощности (фотоэлектрический измеритель типа Ophir PD300-1W) составляла 3%. Было получено 30 отражений в каждой из комбинаций для угла падения 45°. Для такого количества отражений погрешность коэффициентов отражения должна составлять 0,3%. Коэффициенты отражения зеркал определялись в серии из десяти независимых экспериментов, с соблюдением полного регламента по настройке схемы и проведения измерений, т.е. 10 раз. По результатам определялось среднее значение коэффициента отражения. Результаты измерений коэффициента отражения в отдельных экспериментах отличаются от среднего значения на величину, меньшую расчетной погрешности измерения.According to the above approach, experiments were conducted to determine the reflection coefficients of three dielectric mirrors. The diameter of the mirrors was 100 mm. The error of the power meters (Ophir PD300-1W photoelectric meter) was 3%. 30 reflections were obtained in each of the combinations for an angle of incidence of 45 °. For such a number of reflections, the error of the reflection coefficients should be 0.3%. The reflection coefficients of the mirrors were determined in a series of ten independent experiments, in compliance with the full rules for setting up the circuit and conducting measurements, i.e. 10 times. The results determined the average value of the reflection coefficient. The results of measurements of the reflection coefficient in individual experiments differ from the average value by an amount less than the calculated measurement error.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016147833A RU2643216C1 (en) | 2016-12-06 | 2016-12-06 | Method for determining reflection coefficients of mirrors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016147833A RU2643216C1 (en) | 2016-12-06 | 2016-12-06 | Method for determining reflection coefficients of mirrors |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2643216C1 true RU2643216C1 (en) | 2018-01-31 |
Family
ID=61173540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016147833A RU2643216C1 (en) | 2016-12-06 | 2016-12-06 | Method for determining reflection coefficients of mirrors |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2643216C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU211394U1 (en) * | 2021-09-09 | 2022-06-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерных исследований Российской академии наук (ИЯИ РАН) | Stand for measuring the coefficients of diffuse and specular reflections |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53129086A (en) * | 1977-04-18 | 1978-11-10 | Ricoh Co Ltd | Varied angle absolute reflectance measuring device |
| US6128093A (en) * | 1998-10-08 | 2000-10-03 | Nikon Corporation | Unit for measuring optical properties |
| RU2281471C1 (en) * | 2005-02-14 | 2006-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП "Лазерные системы" | Reflectometer of multiple reflection based on plane mirrors |
| RU2467309C1 (en) * | 2011-07-22 | 2012-11-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Method to measure coefficients of mirror reflection |
-
2016
- 2016-12-06 RU RU2016147833A patent/RU2643216C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53129086A (en) * | 1977-04-18 | 1978-11-10 | Ricoh Co Ltd | Varied angle absolute reflectance measuring device |
| US6128093A (en) * | 1998-10-08 | 2000-10-03 | Nikon Corporation | Unit for measuring optical properties |
| RU2281471C1 (en) * | 2005-02-14 | 2006-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП "Лазерные системы" | Reflectometer of multiple reflection based on plane mirrors |
| RU2467309C1 (en) * | 2011-07-22 | 2012-11-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Method to measure coefficients of mirror reflection |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU211394U1 (en) * | 2021-09-09 | 2022-06-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерных исследований Российской академии наук (ИЯИ РАН) | Stand for measuring the coefficients of diffuse and specular reflections |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9170156B2 (en) | Normal-incidence broadband spectroscopic polarimeter containing reference beam and optical measurement system | |
| CN103616164B (en) | A kind of reflectivity based on pulsed laser light source/transmitance comprehensive measuring method | |
| US8830463B2 (en) | Rotating-element ellipsometer and method for measuring properties of the sample using the same | |
| RU2072510C1 (en) | Method for determining optical quality of transparent plate | |
| CN103162831B (en) | Broadband polarization spectrograph and optical measurement system | |
| CN104390935A (en) | Device and method for testing nonlinear polarization coefficient and absorption coefficient at terahertz band | |
| JP2009300108A (en) | Terahertz spectroscopic device | |
| CN105387933B (en) | A kind of broadband Brewster window regulating device and method | |
| CN103471992A (en) | Light intensity smoothing device and method of xenon lamp light sources in spectrum ellipsometer | |
| US3447874A (en) | Apparatus for testing lenses and method | |
| CN103512864A (en) | Optical measuring system for measuring reflectivity and transmittivity of substrate by utilizing parallel light | |
| CN208239052U (en) | A kind of spuious optical measurement instrument of laser | |
| JPH0379642B2 (en) | ||
| US4171910A (en) | Retroreflectance measurement system | |
| RU2643216C1 (en) | Method for determining reflection coefficients of mirrors | |
| KR20220120588A (en) | Combined OCD and Optical Reflection Modulation Method and System | |
| JP2020159972A (en) | Broadband pulse light source device, spectral measurement device and spectral measurement method | |
| CN104880257A (en) | Light pulse characteristic rapid detection system based on strong and weak combined measurement | |
| CN105092032A (en) | Transient high resolution spectrometer based on F-P etalon | |
| US10240981B2 (en) | Optical spectrometer configuration including spatially variable filter (SVF) | |
| CN108414443A (en) | A kind of method and system realized ultrashort one pulse time and differentiate pump probe | |
| RU2467309C1 (en) | Method to measure coefficients of mirror reflection | |
| KR102194321B1 (en) | Continuously measurable spectroscopic ellipsometer | |
| CN109387903A (en) | Light path coupling system and optical measuring system | |
| CN103162830B (en) | Vertical-incidence spectrograph containing reference beams and optical measuring system |