SU1206652A1 - Способ измерени показател преломлени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к рефрактометрии и может быть использовано дл  измерени  в широком спектральном диапазоне показател  преломлени  вещества в твердом и жидком состо нии

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности и точности измерени  показател  преломлени  и расширение спектрального диапазона измерений.

. На фиг. 1 показана принципиальна  схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - преломление света в автоколлимационном призматическом образце.

Устройство дл  осуществлени  способа содержит лазер 1, резонатор которого образован глухим 2 и полупрозрачным 3 зеркалами, индикатор 4 модул ции лазерного излучени , установленный на оси лазера со стороны глухого зеркала 2, автоколлимационный призматический образец 5, установленный на столик 6 гониометра со стороны полупрозрачного зеркала 3, фотоприемник 7, основание 8 гониометра и алидаду 9. Фотоприемник 7 установлен неподвижно на алидаде 9 и вращаетс  вместе с ней на оси основани  8 гониометра. Угловые перемещени  алидады 9 фиксируютс  Ма шкале 10 углоизмерительной системы. Автоколлимационный призматический образец 5, установленный в положение наименьшего отклонени , образует вместе с зеркалом 3 лазера 1 дополнительный резонатор. Кроме того, автоколлимационный призматический образец устанавливаетс  на столик 6 гониометра так, что ось вращени  указанного образца.совпадает с гипо- тенузной гранью последнего и с осью вращени  алидады 9 с устайовленным на ней неподвижно фотоприемником 7.

При измерении показател  преломлени  твердого вещества образец 5 выполн ют в виде автоколлимационной призмы, а при измерении показател  преломлени  жидкости образец 5 представл ет собой тонкостенный сосуд в виде автоколлимационной призмы , заполненный исследуемой жидкостью .

Устройство дл  осуществлени  способа работает следующим образом.

Поворотом столика 6 гониометра, на котором расположен автоколлимационный призматический образец 5,

066522

1 последний устанавливают в положение- наименьшего отклонени ,при котором образец 5 вместе с зеркалом 3 лазера 1 образует дополнительный резо5 натор, в котором излучение лазера 1, выход  через полупрозрачное зеркало 3, попадает в автоколлимационный призматический образец 5, отражаетс  от катетной грани ВС послед10 него и возвращаетс  в резонатор лазера 1 . В результате интерференции между генерируемым излучением лазера и излучением, отраженным от катетной грани ВС автоколлимационноts го призматического образца 5, установленного в положение наименьшего отклонени , происходит модул ци  лазерного излучени , которую фиксируют индикатором 4. Модул ци  ла20 зерного излучени  возникает .только в том случае, когда автоколлимационный призматический образец 5 с большой точностью установлен в положение наименьшего отклонени . Точна  уста25 новка автоколлимационного призматического образца 5 в положение наименьшего отклонени  соответствует экстремальным показани м индикатора 4. При установке автоколлимацион ,р ного призматического образца 5 в положение наименьшего отклонени  часть лазерного излучени  отражаетс  от гипотенузной грани АВ автоколлимационного призматического образца и попадает на фотоприемник 7, который поворотом алидады 9 устанавливаетс  в позицию I (фиг. 1). Точт ное угловое положение алидады 9 с установленным на ней неподвижно фотоприемником 7 определ етс  по максимуму принимаемого фотоприемником 7 сигнала и фиксируетс  по шкале 10 углоизмерительной системы. После этого автоколлимационньй призматический образец 5 убираетс  со столика гониометра 6, а алидада 9 с установленным на ней неподвижно фотоприемником 7 перемещаетс  в позицию II (фиг. 1, штрихова  лини ), где фотоприемник 7 регистрирует

непосредственно излучение лазера 1. Точное угловое положение алидады 9 в позиции II также определ ют по максимуму принимаемого фотоприемником 7 сигнала и фиксируют по шкале

55 10 углоизмерительной системы. Таким образом, при определении угла и полнос-тью исключаетс  визуальный контроль, что повышает точность

40

45

3

углоизмерительных операций. Показатель преломлени  вычисл ют по формуле

п

Cos Sinfl

где 0 - преломл ющий угол автоколли мационного призматического образца.

Поскольку установка автоколлимационного призматического.образца в положение наименьшего отклонени  производитс  по наблюдению модул ции лазерного излучени , котора  возникает лишь в случае точной установки автоколлимационного призматического образца в положение наименьшего отклонени , и, кроме того полностью исключаетс  визуальный контроль, точность углоизмерительных операций предлагаемого способа определ етс  точностью шкалы 10 уг- доизмерительной системы.

Точность при измерении показател  преломлени  также определ етс  погрешностью определени  длины волны д Х. Применение лазера в качестве источника излучени  снижает погрешность определени  д на два пор дка, так как ширина линии лазерного излучени  имеет пор док 1x10 мкм.

Изобретение позвол ет повысить чувствительность измерени  показател  преломлени  в два раза. А именно , если при известном способе чувс вительность определ етс  как

o

AJL

Дп

4

Sine

Cos;

где. - угол падени ;

б - преломл ющий угол автоколлимационного призматического образца;

п - показатель преломлени ,

. то при предлагаемом способе чувствительность выражаетс  как

sinQ 5;пйС/2

-2

sin 0 COSi

15

Сравнива  эти два выражени , получаем

Лоб

мГ

2

Спектральна  область измерений определ етс  областью генерации примен емого в качестве источника излучени  лазера.

В экспериментальном макете устройства дл  осуществлени  способа в качестве источника излучени  используетс  гелий-неоновый лазер ЛГ-126, генерирующий излучение на трех длинах волн (0,63; 1,15 и 3,39 мкм), в качестве индикатора и фотоприемника используютс  ФЭУ-79 (дл  контрол 

излучени  на длине волны 0,63 мкм) и фоторезистор ФСГ-22-ЗП1 (дл  контрол  излучени  с 1,15 и 3,39 мкм). Кроме того, использзтотс  основание, гониометра Г5 с алидадой углоизмерительной системы со шкалой и столиком . Устройство примен етс  дл  измерени  показател  преломлени  жидкостей.

//

ВНИИТга 8701/43 Тираж 778 Подписное Филиал ШТП Патент, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

Фмг.2

Claims (1)

1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ, включающий направление > излучения на автоколлимационный призматический образец, измерение преломляющего угла Θ автоколлимационного призматического образца, установку последнего в положение наименьшего отклонения и вычисление показателя преломления, отличаю щийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерения показателя преломления и расширения спектрального диапазона измерений, установку автоколлимацион· ного призматического образца в положение наименьшего отклонения производят .путем настройки в резонанс дополнительного резонатора, образованного выходным зеркалом резонатора лазера, используемого в качестве источника излучения, и гипотенузной грани автоколлимационного призматического образца, измерением угла об между лазерным лучом, отраженным от гипотенузной грани автоколлимационного призматического образца, установленного в положение наименьшего отклонения, и лазерным лучом в отсутствие автоколлимационного призматического образца, а показатель преломления η вычисляют по формуле

   Cosoi/2 Sin θ

   1 1206652