SU1229661A1

SU1229661A1 - Arrangement for measuring spectrum transmission and reflection factors

Info

Publication number: SU1229661A1
Application number: SU833574914A
Authority: SU
Inventors: Владимир Леонидович Макаров; Антонина Ефимовна Банникова; Валентина Павловна Герасимова
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4671
Priority date: 1983-04-07
Filing date: 1983-04-07
Publication date: 1986-05-07

Abstract

Изобретение относитс к спектральному приборостроении и может быть использовано при создании спектрофотометров . Цель изобретени - создание возможности измерени искомых параметров при. различных углах падени и измерени абсолютного коэффициента отражени , а также повышение точности измерени . Устройство содержит источник 1 излучени , зеркало 2 и поворотное вокруг вертикальной оси выходное зеркало 3. Выходное зеркало 3 имеет возможность перемещени по направл ющей 4. Держатель 7 образцов установлен с возможностью разворота вокруг вертикальной оси, перемещени по направл ющей 6 и выведени из пучка в вертикальном направлении. Отражатель 5 установлен с возможностью разворота вокруг вертикальной оси и перемещени по направл ющей 6. Направл юща 6 установлена на каретке, перемещающейс по направл ющей 4. Отражатель 8 установлен с возможностью перемещени вдоль линии, соедиш (О ю го со а 05 фиг fThe invention relates to spectral instrumentation and can be used to create spectrophotometers. The purpose of the invention is to create the possibility of measuring the desired parameters at. different angles of incidence and measurement of the absolute reflection coefficient, as well as improved measurement accuracy. The device contains a radiation source 1, a mirror 2 and an output mirror 3 rotatable around a vertical axis. The output mirror 3 has the ability to move along a guide 4. The sample holder 7 is mounted for rotation around a vertical axis, moving along guide 6 and out of the beam in a vertical direction. The reflector 5 is installed with the possibility of turning around the vertical axis and moving along the guide 6. The guide 6 is mounted on the carriage moving along the guide 4. The reflector 8 is mounted to move along the line connecting (Fig.

Description

н кщей центры отражателей, по направл ющей 6 и выведени из пучка по направл ющей 9, установленной на направл ющей 6. Три зеркала 10, 11, 12 отражател установлены с возможностью независимого друг от друга разворота и введени в пучок по направл ющей 9, расположенной параллельно направлению перемещени карет- ки 16. Проекционна система состоит из поворотного входного зеркала 13the centers of the reflectors along the guide 6 and out of the beam along the guide 9 mounted on the guide 6. Three mirrors 10, 11, 12 of the reflector are installed with the possibility of independent rotation and introduction into the beam along the guide 9 located parallel to the direction of movement of the carriage 16. The projection system consists of a rotary entrance mirror 13

ff

Изобретение относитс к спектральному приборостроению и может быть использовано при создании спектрофотометров , предназначенных дл научных исследований.The invention relates to spectral instrumentation and can be used to create spectrophotometers intended for scientific research.

Целью изобретени вл етс расширение аналитических возможностей устройства.The aim of the invention is to expand the analytical capabilities of the device.

На фиг, 1 показана обща схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - положение элементов устройства при измерении коэффициентов пропускани ; на фиг, 3 - то же, при измерении коэффициентов отражени ; на фиг. 4 - то же, при измерении коэффициентов пропускани относительно эталона; на фиг, 5 - то же, при измерении относительных коэффициентов отражени ; на фиг. 6 - то же, при измерении многократного отражени и пропускани ; на фиг. 7 - То же, при измерении многократного отражени и пропускани с изменением угла падени луча на образец .Fig, 1 shows the general scheme of the proposed device; in fig. 2 - the position of the elements of the device when measuring the transmittance; Fig. 3 is the same when measuring reflection coefficients; in fig. 4 - the same, when measuring transmittances relative to the standard; Fig. 5 is the same when measuring the relative reflection coefficients; in fig. 6 - the same, when measuring multiple reflection and transmission; in fig. 7 - The same, when measuring multiple reflection and transmission with a change in the angle of incidence of the beam on the sample.

Устройство содержит осветительную систему, состо щую из источника 1 монохроматического излучени , зеркала 2 и выходного зеркала 3, которое имеет возможность поворота вокруг вертикальной оси и перемещени по направл ющей 4, отражатель 5, установленный с возможностью разворота вокруг вертикальной оси и перемещени по направл ющей 6, котора в свою очередь установлена на каретке, пе ремещающейс по направл ющей 4, держатель 7 образцов, установленный с возможностью разворота вокруг вертикальной оси, перемещени по направл ющей 6 и выведени из пучка в The device contains an illumination system consisting of a source of monochromatic radiation 1, a mirror 2 and an output mirror 3, which can rotate around a vertical axis and move along a guide 4, a reflector 5 mounted with the possibility of turning around a vertical axis and moving along a guide 6 which, in turn, is mounted on the carriage moving along guide 4, the sample holder 7, mounted for rotation around the vertical axis, moving along guide 6 and outputting s beam

и линзы 14, Поворотные зеркала установлены с возможностью перемещени вдоль линии, соедин ющей их центры, и перпендикул рной линии, соедин ющей отражатели. Отражатели выполнены поворотными относительно осей, перпендикул рных плоскости перемещени несущей их каретки, и установле™ ны с возможностью перемещени вдоль линии, соедин ющей юс центры, 1 з„п. ,| 7 ил.and lenses 14. The turning mirrors are mounted for movement along a line connecting their centers and a perpendicular line connecting the reflectors. Reflectors are made rotatable relative to the axes, perpendicular to the plane of movement of the carrier carriage, and mounted with the possibility of moving along the line connecting us centers, 1 h. , | 7 il.

вертикальном направлении, отражатель 8, установленный с возможностью перемещени вдоль линии, соедин ющей центры отражателей, по направл ющей 6 и вьшедени из пучка по направл ющей 9, установленной в свою очередь на направл ющей 6, отражатель в виде трех зеркал 10-12, установленных с возможностью независимого друг от друга разворота и введени в пучок по направл ющей 9.the vertical direction, the reflector 8 mounted for movement along a line connecting the centers of the reflectors along the guide 6 and coming out of the beam along the guide 9 installed in turn on the guide 6, the reflector in the form of three mirrors 10-12 installed with the possibility of independent reversal and insertion into the beam along the guide 9.

Проекционна система состоит из входного зеркала 13 и линзы 14, В качестве приемной системы используетс фотометрический шар 15, Отражатели 5 и 8 и держатель 7 образцов установлены на каретке 16.The projection system consists of an entrance mirror 13 and a lens 14. A photometric ball 15 is used as the receiving system. Reflectors 5 and 8 and the holder of 7 samples are mounted on the carriage 16.

Устройство может работать в не- сколькшс режимах. В каждом режиме обеспечиваетс сн тие двух отсчетоВ| один отсчет соответствует падающему излучению (,, другой - отраженному IpR кши пропущенному Igt (R и t - коэф41иц1-1енты отражени и пропускани соответственно),The device can operate in several modes. In each mode, two readings are provided. one sample corresponds to the incident radiation (the other to the reflected IpR kshi missed Igt (R and t are the reflection and transmission coefficients, respectively,),

При измерении коэффициентов пропускани : (фиг, 1 и 2) излучение от источника зеркалами 2 и 3 направл етс на отражатель 5, от которого падает на образец, установленный в держателе 7, и на отражатель 8, а затем зеркалом 13 направл етс через линзу 14 на приемную систему 15, при этом сигнал на выходе последней пропорционален Igt. , Падакидее излучение измер етс при выведенном из пучка образце.When measuring transmittances: (figs, 1 and 2) radiation from the source by mirrors 2 and 3 is directed to the reflector 5, from which it falls on the sample mounted in the holder 7, and on the reflector 8, and then by the mirror 13 is directed through the lens 14 on the receiving system 15, while the signal at the output of the latter is proportional to Igt. Padkakee radiation is measured with a sample taken out of the beam.

При измерении отражени при вьше- денном из пучка образце излучение зеркапом 3 направл етс на отража3When measuring the reflection with the sample taken out of the beam, the radiation from the mirror 3 is directed to the reflection 3.

тель 5, от которого падает на отражатель 8 и зеркалом 13 (положение показано пунктиром) направл етс в приемную систему 15 через линзу 14. При этом измер етс падающее излучение (, . Затем вводитс образец и зеркало 13 разворачиваетс в положение, показанное на фиг. 3. Луч, отразившись от зерк ала 3 и отражател 5, падает на образец, и отразившись от него, снова попадает на отражатель 5 от которого направл етс на зеркало 13, затем через линзу 14 на приемную систему 15. При этом измер етс отраженное излучение loR. Если коэффициенты отражени отражателей 5 и 8 равны, измеренное значение коэффициента отражени вл етс аб- солютньм.The barrel 5, from which it falls on the reflector 8 and the mirror 13 (the position is shown by the dotted line), is directed to the receiving system 15 through the lens 14. In this case, the incident radiation is measured (,. Then the sample is introduced and the mirror 13 turns to the position shown in FIG. 3. The beam, having reflected from the mirror 3 and the reflector 5, falls on the sample, and having reflected from it, again hits the reflector 5 from which it is directed to the mirror 13, then through the lens 14 to the receiving system 15. At the same time, the reflected radiation is measured loR. If the reflectance of the reflector 5 and 8 are equal, the measured value of reflectivity is ab- solyutnm.

При измерении коэффициента пропускани относительно эталона излучение зеркалом 3 и отражателем 5 направл етс через образец, установленный в держателе 7, на зеркало 13, которое отражает в приемную систему 15 через линзу 14. При развернутых зеркалах 3 и 13 (фиг. 4, пунктир ) излучение зеркалом 3 и отражателем 8 направл етс через эталон, установленный в держателе 7, и зеркалом 13 через линзу 14 на приемную систему 15.When measuring the transmittance relative to the reference, the radiation by the mirror 3 and the reflector 5 is directed through the sample mounted in the holder 7 to the mirror 13, which reflects radiation to the receiving system 15 through the lens 14. When the mirrors 3 and 13 are turned (Fig. 4, dotted line) the mirror 3 and the reflector 8 are guided through the standard mounted in the holder 7, and the mirror 13 through the lens 14 to the receiving system 15.

При измерении относительных коэффициентов отражени (фиг. 5) пучок лучей зеркалом 3 и отражателем 5 направл етс на образец отразившись от которого, отражателем 5 и зеркалом 13 направл етс через линзу 14 на приемное устройство 15. Сигнал на выходе при этом пропорционален , Измерение отраженного эталоном, установленным в держателе 7, излучени производитс при развернутых (показано пунктиром) зеркалах 3 и t3.When measuring the relative reflection coefficients (Fig. 5), the beam of rays by the mirror 3 and the reflector 5 is directed to the specimen having reflected from which, by the reflector 5 and the mirror 13 is directed through the lens 14 to the receiving device 15. The output signal is proportional to this. mounted in the holder 7, the radiation is produced when mirrors 3 and t3 are deployed (indicated by dotted lines).

При измерении многократного отражени и пропускани (фиг. 6) луч, отразившись от зеркала 3 и дополнительного зеркала 10, проходг т через образец, затем, отразившись от отражател 5, второй раз проходит через него и дополнительным зеркалом 12 и зеркалом 13 направл етс на приемник через линзу 14. Отраженное излучение при этом выводитс из пучка дополнительным зеркалом 11 (показано пунктиром), При этом луч дважды проходит через образец, а сигнал на вы29661When measuring multiple reflections and transmissions (Fig. 6), the beam, reflected from mirror 3 and additional mirror 10, passes through the sample, then, having reflected from reflector 5, passes through it a second time and additional mirror 12 and mirror 13 is directed to the receiver through the lens 14. The reflected radiation is then removed from the beam by an additional mirror 11 (shown by dotted lines). The beam passes through the sample twice, and the signal is sent to

ч. г ходе приемника пропорционален Ia h. r receiver course is proportional to Ia

При измерении отражени луч зеркалом 3 и дополнительным зеркалом 10 направл етс на образец в держате5 ле 7, отражаетс на дополнительное зеркало 11, затем снова падает на образец и после второго отражени зеркалами 12 и 13 направл етс на линзу 14 и на приемное устройстве 15.When measuring reflection, the beam by mirror 3 and additional mirror 10 is directed to the sample in holder 7, reflected to additional mirror 11, then falls back to the sample and after the second reflection by mirrors 12 and 13 is directed to lens 14 and to receiving device 15.

to Сигнал на выходе при этом пропорционален loR, Пропущенное излучение выводитс из пучка разворотом отражател 5 (показано пунктиром). Падающее излучение измер етс при вьше15 денном образце.The output signal is then proportional to loR. The transmitted radiation is output from the beam by turning the reflector 5 (shown by dotted lines). The incident radiation is measured with the sample at the top.

Так измер етс двухкратное пропускание и отражение. Кратность пропускани и отражени может быть увеличена , дл чего увеличиваетс числоThis is how double transmittance and reflection are measured. The transmission and reflection ratio can be increased, for which the number of

20 дополнительных зеркал.20 additional mirrors.

При этом изменение угла падени луча на образец (фиг. 7) осуществл етс перемещением выходного зеркала 25 3 осветительной системы и входного зеркала 13 приемной системы вдоль линии , соедин ющей их центр, по направл ющей 4 и перемещением отражател 5 и зеркал to-12 вдоль линии, соедин ющей центр держател образца 7 и отражател 5, по направл ющей 6.At the same time, the angle of incidence of the beam on the sample (Fig. 7) is changed by moving the output mirror 25 3 of the lighting system and the input mirror 13 of the receiving system along the line connecting the center along the guide 4 and moving the reflector 5 and the mirrors to-12 along the line connecting the center of the sample holder 7 and the reflector 5 along the guide 6.

30thirty

Устройство обладает широкими аналитическими возможност ми, так какThe device has broad analytical capabilities, since

позвол ет измер ть, кроме отражени и пропускани , многократное отражение и пропускание, абсолютный коэффициент отражени , а также отражение и пропускание при различных углазсallows to measure, in addition to reflection and transmission, multiple reflection and transmission, the absolute reflection coefficient, as well as reflection and transmission at various angles

падени луча на образец.drop the beam on the sample.

Claims

1. A device for measuring spectral transmittance and reflection coefficients, containing a lighting system with a rotatable output mirror, a sample holder, two reflectors installed on both sides of the sample holder and facing a reflecting surface with a reflector-supported reflector in the direction perpendicular to the line connecting their centers, a projection system with a rotatable entrance mirror and a receiving system, characterized in that.

In order to make it possible to measure the desired parameters at different angles of incidence and measure the absolute reflection coefficient, the tilt mirrors are installed with the possibility of moving along the line connecting their centers and the perpendicular line connecting the reflectors that are made turning relative to each other. axes perpendicular to the plane of movement of the carriage carrying them, and are mounted with the possibility of displacement-5

nor along the line connecting their centers.

2. The device according to A.1, about tl and h and y w. This is due to the fact that, in order to improve the measurement accuracy, it is equipped with an additional reflector, made in the form of at least three flat rotating mirrors, installed with one of the reflectors on a common guide parallel to the direction of the carriage movement.

fig a

FIG. five

10 11 ft.

9

7

Editor I. Nikolaichuk

Compiled With Nepomnya Tehred v.Kadar

Order 2445/44 Edition 778 Subscription

VNISHI State Committee of the USSR

for inventions and discoveries 113035, Moscow,, Raugaska nab, 4/5

Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4

Proof-A.T.