SU1165899A1 - Способ измерени малых оптических потерь в веществах - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ОПТИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ В ВЕЩЕСТВАХ, включающий пропускание пучка оптического излучени  через образец исследуемого вещества и измерение интенсивности излучени  двухкратно прошедшего образец, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, пучок оптического излучени  пропускают через образец с непараллельными одна другой входной и выходной гран ми , устанавливают образец так, что его входна  грань перпендикул рна подающему пучку излучени , и измер ют интенсивность излучени  отраженного от входной грани образца, устанавливают образец так, что его выходна  грань перпендикул рна пучку излучени , преломленному на входной грани образца, и измер ют интенсивность излучени  , 2 двухкратно прошедшего через образец за счет отражени  от его выходной грани, по ходу пучка излучени  за выходной гранью образца устанавливают дополнительный образец с непараллельными входной и выходной гран ми так, что его входна  грань перпендикул рна прошедшему через основной образец пучку излучени , измер ют интенсивность излучени  Ра , двухкратно прошедшего через основной образец за счет отражени  от входной грани дополнительного образца, и по результатам измерений определ ют оптические потери в образце по соотношению с р . , (Л где И-р) - оптические потери на грани образца-, (х) - оптические потери в объеме вещества образца-, р - коэффициент отражени  грани основного, образцаi X - коэффициент поглощени  о: вещества образца, ел при этом оптические потери, на грани 00 со со образца определ ют по соотношению iL . тт7 р, - ,. а оптические потери в объеме вещества по соотношению -х

Description

. Изрбретение относитс  к фотометрии и спектрофотометрии и может быть использовано дл  определени  поглощени  излучени  в твердых и жи ких веществах, например в материалах дл  волоконных оптических линий св зи. Известен способ, измерени  оптиче ких потерь в веществах, включающий измерени  поглощени  света при многократном проховдении света через исследуемое вещество в многоходовой кювете Уайта Л . Однако измерени  такими методами твердых или жидких образцов при наклонном падении или в расход щихс пучках света сопровождаютс  ошибками , обусловленными преломлением световых лучей в образце и изменением их хода, а при нормальном паде нии и большом числе проходов слабое поглощение не может быть измерено из-за потерь на френелевское отражение . Наиболее близким к изббретениюпо технической сущности  вл етс  способ измерени  малых оптических потерь в в „ществах включающий пропускание пучка оптического излучени  через образец исследуемого вещества и измерение интенсивности излучени , двухкратно прошедщего образец 2J. Недостатком этого способа  вл етс  мала  точность измерени , огра ниченна  точность определени  оптических потерь на гран х образца. Целью изобретени   вл етс  увеличение точности измерений. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу измерени  малых оптических потерь в веществах включающему пропускание пучка оптического излучени  через образец исследуемого вещества и измерение интенсивности излучени  двухкратно прошедшего образца, пучок оптическо го излучени  пропускают через образец с непараллельными одна другой входной и выходной гран ми, устанав ливают образец так, что его входна  грань перпендикул рна подающему пучку излучению, и измер ют,интенсивность излучени  ,Р, , отраженного от входной грани образца, устанавливают образе ц так, что его выходна  грань перпендикул рна пучку излучени , преломленному на входной грани образца, и измер ют.интенсивность 992 излучени  , дбухкратно прошедщего через образец за счет отражени  от его выходной грани, по хрц,у пучка излучени  за выходной гранью образца устанавливают дополнительный образец с непараллельными входной и выходной гран ми так, что его входна  грань перпендикул рна прошедшему через основной образец пучку излучени , измер ют интенсивность излучени  Р , двухкратно прошедшего через основной образец за счёт отражени  от входной грани дополнительного образца, и по результатам измерений определ ют оптические потери в образце по соотношению .L., где (А-р) -. оптические потери на грани образца, (1-х) - оптические потери в объеме вещества образцаj р - коэффициент отражени  грани основного образца, X - коэффициент поглощени  вещества образца, при этом оптические потери на грани образца определ ют по соотношению -Р.Рз-Рг Р 2 а оптические потери в объеме вещества по соотношению 2lP5-fi) На чертеже изображено устройство дл  осуществлени  способа. Устройство содержит источник 1 излучени , светоделитель 2, опорный фотоприемник 3, светоделитель 4, образец исследуемого материала 5, фотоприемник 6 и дополнительньй образец 7. Способ осуществл ют следующим образом. Устанавливают образец 5 исследуемого материала непараллельными друг другу входной и выходной гран ми в пучках излучени  таким образом, чтобы его входна  грань была перпендикул рна падающему излучени  (схема а ). Отраженное от входной грани образца излучение ( регистрируют фотоприемником 6. Фотоприемник 3 и светоделитель 2 служат дл  компенсации нестабильности излучени  источника 1. Затем устанавливают образец так, чтобы его выходна  грань была перпендикул рна прошедшему через образец пучку излучени  (схема S ) и регистрируют излучени Устанавливают дополнительньй образец 7 за выходным окном образца 5 таким образом, чтобы его входна  грань была перпендикул рна прошедше му через образец излучению (схема t и регистрируют излучение f j. Оптические потери определ ют по приведенным соотношени м. В данном способе измерени  провод тс  в отраженном свете, поэтому при двухкратном прохождении образца излучение проходит два раза одну его грань - входн ую, поэтому поглощение в объеме материала искажено только двухкратным значением погреш ности определени  коэффициента отражени  грани образца. Измерение нормального отражени  от разных граней образца, которые не параллел ны друг к другу, позвол ет раздельно измер ть отражение только от одной грани и суммарные оптические потери в образце, не вывод  образец из хода лучей и не измен   их хода Это исключает вли ние различных систематических погрешностей - зонной неравномерности и различной чувствительности при разных углах падени  на результаты измерений. Кроме того, при измерении отражени  данным способом отдельно вы вл ютс  отражени  между двум  гран ми двух образцов исследуемого вещества ь Р.-Рг Р г . Поэтому погрешность определени  р ЫЧ-з/Фг Р Чг/Рг 1+Р° Р и при малых (0,04-0,05) р равна лСРз/) &p-J/2 Таким образом, погрешность измерений в данном способе меньше погрешности измерений в известном способе в два раза в Р гОбр 1 у где оъ и Ф - отсчеты с образцом и без него, котора  равна иФовР/ Р ср /ф- овр При этих измерени х углы между первой и второй гран ми контролируемого и дополнительного образцов могут быть изготовлены с большим допуском, а максимальна  длина образца лимитирована только расходимостью излучени , в котором проводитс  излучение, и если это излучение лазерное, расходимость излучени  в котором может достигать 10 , то длина образца при необходимости может составл ть единицы и дес тки метров. При сравнительно большой погрешности измерени  сигналов (такой же как в известном способе +0,005) значение показател  поглощени , которое можетбыть измерено данным способом , равно 210 см , т.е. в 4 раза меньше чем минимально достижимое значение при измерении известным способом, которое равно 810 Предлагаемый способ обеспечивает повьш ение точности измерени  малых оптических потерь в веществах. Кроме того, способ позвол ет.повысить точность измерени  паразитных потерь на гран х образца, так как при измерении отражени  от контролируемого и дополнительного образцов удаетс  измерить отдельно потери на гран х в услови х многократных отражений, что увеличивает чувствительность и точность измерений.

а

L j

В

Claims (2)

1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ОПТИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ В ВЕЩЕСТВАХ, включающий пропускание пучка оптического излучения через образец исследуемого вещества и измерение интенсивности излучения двухкратно прошедшего образец, о т л и ч а тощи й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, пучок оптического излучения пропускают через образец с непараллельными одна другой входной и выходной гранями, устанавливают образец так, что его входная грань перпендикулярна подающему пучку излучения, и измер'яют интенсивность излучения отраженного от входной грани образца, устанавливают образец так, что его выходная грань перпендикулярна пучку излучения, преломленному на входной грани образца, и измеряют интенсивность излучения > двухкратно прошедшего через образец за счет отражения от его выходной грани, по ходу пучка излучения за выходной гранью образца устанавливают дополнительный образец с непараллельными входной и выходной гранями так, что его входная погрань перпендикулярна прошедшему через основной образец пучку излучения, измеряют интенсивность излучения , двухкратно прошедшего через основной образец за счет отражения от входной грани дополнительного образца, и по результатам измерений определяют оптические тери в образце по соотношению
2. 2 2 . U-p) (Vx) =φξ· j оптические потери грани образца·, оптические потери объеме вещества образца; коэффициент отражения грани основного, образца; коэффициент поглощения вещества образца, при этом оптические потери, на грани образца определяют по соотношению

   Ьр Φ,-Φζ

   Ър <Р₂ ’ - .

   а оптические потери в объеме вещества по соотношению на