SU1265472A1 - Device for measuring contour of cross section of transparent optical members - Google Patents

Device for measuring contour of cross section of transparent optical members Download PDF

Info

Publication number
SU1265472A1
SU1265472A1 SU853929609A SU3929609A SU1265472A1 SU 1265472 A1 SU1265472 A1 SU 1265472A1 SU 853929609 A SU853929609 A SU 853929609A SU 3929609 A SU3929609 A SU 3929609A SU 1265472 A1 SU1265472 A1 SU 1265472A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
section
cross
angle
rotation
liquid
Prior art date
Application number
SU853929609A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Тарханов
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4937
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я Г-4937 filed Critical Предприятие П/Я Г-4937
Priority to SU853929609A priority Critical patent/SU1265472A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1265472A1 publication Critical patent/SU1265472A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  контура сечени  прозрачных оптических элементов. Цель изобретени  - измерение контура сечени  элементов, га еющих сложные криволинейные поверхности путем измерени  изменени  состо ни  пол ризации по сечению пучка линейно пол ризованного монохроматического излучени . Резервуар заполн етс  иммерсионной жидкостью 5 с показателем преломлени , равным показателю преломлени  материала измер емого элемента 6. Параллельный пучок излучени , прошедший через жидкость 5, элемент 6 и дно резервуара 4, попадает в регистрирующую систему . Используема  иммерсионна  жидкость 5 оптически активна, а ее удельное вращение заранее известно. ЭтЬ приводит к изменению состо ни  пол ризации по сечению пучка, которое зависит от толщины элемента 6 в дан- ной точке сечени . В качестве регист- ;2 рирукицей системы 3 примен етс  пол (Л риметр, выполненный с возможностью измерени  угла поворота плоскости пол ризации по сечению пучка. 1 s.h, ф-лы, 3 ил. to 05 СП 1CThe invention relates to a measurement technique and can be used to measure the contour of a cross section of transparent optical elements. The purpose of the invention is to measure the contour of the cross section of elements that form complex curved surfaces by measuring the change in the polarization state over the cross section of a beam of linearly polarized monochromatic radiation. The tank is filled with an immersion liquid 5 with a refractive index equal to the material's refractive index of the measured element 6. A parallel beam of radiation passing through the liquid 5, element 6 and the bottom of the tank 4, falls into the recording system. The immersion fluid 5 used is optically active, and its specific rotation is known in advance. This leads to a change in the state of polarization over the beam cross section, which depends on the thickness of element 6 at this point of the cross section. A field is used as a register; 2 arm of system 3 (L meter, made with the possibility of measuring the angle of rotation of the plane of polarization over the beam section. 1 s.h, f-crystals, 3 il. To 05 SP 1C

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано , в частности, дл  измерени  . контура сечени  прозрачных оптически элементов. Цель изобретени  - измерение контура сечени  элементов, имеющих слож ные криволинейные поверхности путем измерени  изменени  состо ни  пол ри ;зации по сечению пучка линейно пол ризованного монохроматического излучени . На фиг. 1 изображена принципиальна  схема устройства дл  измерени  контура сечени  прозрачных оптически . элементов; на фиг. 2 - схема дл  про ведени  измерени ; на фиг. 3 - схема выполнени  регистрирующей системы. Устройство содерлшт расположенные на одной оптической оси источник 1 монохроматического линейно пол ризованного излучени , например лазер, систему -2 формировани  пучка, например коллиматор, держатель 3 измер емого элемента, выполненный в виде плоскопараллельной пластины с двум  оптическими поверхност ми, установленной перпендикул рно оптической оси И; , резервуар 4, расположенный на пластине и заполненный иммерсион ной жидкостью 5 с показателем преломлени , равным показателю преломлени  материала измер емого элемента 6, и регистрирующую систему 7. v. Стенки резервуара 4 приклеены к держателю 3, который образует дно резер вуара. Регистрирующа  система 7 представ л ет собой пол риметр, выполненный с возможностью измерени  угла вращени  плоскости пол ризации по сечению пучка. Конструкци  его предусматривает как измерение угла вращени  в данной точке сечени  пучка, так и отсчет координат данной точки. Пол риметр состоит из установленных последовательно друг за другом вдоль оп тической оси анализатора 8 (пол роида ), диафрагмы 9 и фотоприемника 10, например кремниевого фотодиода, подключенного к электронному блоку 11, в качестве которого может быть использовано электронный микроамперметр Анализатор 8, диафрагма 9 и фотоприемник 10 установлены на подвижной платформе 12, имеющей возможность не зависимого перемещени  вдоль двух взаимно перпендикул рных осей х и у . 72 В качестве подвижной платформы 12° можно ис.псльзовать, например, столик с двухкоординатным перемещением с отсчётными узлами 13 и 14, например нониусными шкалами столика. Подвижна  платформа 12 располагаетс  на опоре 15. Сверху элементы, установленные на платформе 12, закрыты непрозрачной крышкой 16, устран ющей . паразитную засветку. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Перед проведением измерений необходимо подобрать оптически активную жидкость с показателем преломлени , равным показателю преломлени  измер емого элемента 6, который должен быть заранее известен с нужнойточностью .- Точную подгонку показателей преломлени  жидкости и элемента 6 можно осуществить, разбавл   жидкость , в сортветствующем растворителе , измен   температурный режим и длину волны излучени  источника. После того, как зкидкость подобрана , необходима измерить величину сигнала .о фотоприемника 10 при пустом резервуаре 4 без жидкости 5 и измер емого элемента б. Этим автоматически учитываютс  потери на френелевское отражение от поверхностей раздела плоскопараллельной пластины с данньм показателем преломлени . Эти потери одинаковы как дл  пустого резервуара 4, так и дл  заполненного жидкостью 5, при условии, что материал держател  3 имеет показатель преломлени , совпадающий с показателем преломлени  жидкости 5. После этого оптический элемент 7 помещают в резервуар 4 на держатель 4 и заливают жидкость 5. Выбирают уровень жидкости 5, совпадающий с наибольшей высотой оптического элемента 6 относительно держател  3 (хот  это и не об зательно). Высота уровн  h должна быть измерена любым известным способом с необходимой точностью. В резервуаре слой жидкости 5 с огруженным в нее оптическим элементом 6 и держатель 3 образуют плоско- . араллельную деталь, проход  через оторую параллельный пучок линейно пол ризованного монохроматического злучени  остаетс  параллельным. Изен етс  только состо ние пол ризации о сечению пучка(при условии, что атериалы оптического элемента и дер3 . 1 жател  не обладают -оптической акти ностью), и далее производ т измерен угла вращени  по сечению пучка с од новременным отсчетом координат точе При этом площадь сечени  пучка долж быть больще площади сечени  элемента 6. По закону Малюса ( 1) 3 3„. cosoi интенсивность линейно пол  ризованного излучени , пр шедшего через анализатор; интенсивность линейно пол  ризованного излучени  до прохождени  через анализатор; угол поворота анализатора В устройстве анализатор 8 не повбрачиваетс  и ориентирован на макси мальное пропускание. Вращение плоскости пол ризации в разных точках се чени  измер емого элемента происходит за счет прохождени  через оптически активную жидкость 5. При этом интенсивность излучени  по сечению на- выходе анализатора 8 мен етс  и это изменение измер етс  фотоприемником 10 и электронным блоком 11. Учитьша  (1), в случае линейного режима работы фотоприемника 10 t arccos (-4-) , - угол вращени  плоскости пол ризации в данной точке сечени ; 1 - сигнал фотоприемника в дан ной точке сечени . При этом знак угла (хо совпадает со знаком величины удельного враще|ни  ci7 Угол 0 } таким образом, начисл етс  по текущему отсчету i в данной точке сечени . Оси X и Y перпендикул рны оси 2 . Если, например, измер етс  величина сечени  элемента 6 в точке А (фиг. 2) с координатами Х и Y и на выходе пол риметра в соотве тствии с (2) зарегистрирован угол вращени  то, зна  , можно определить длину пути 6 , пройденного в жидкости , следующим образом,.использу  ( 1) . - Р Р -f Р о о ( т (i , - длина пути излучени , пройденного в жидкости 5 над элементом 6; 72 длина пути излучени , , пройденного в жидкости 5 под элементом 6. Тогда величина сечени элемента в данной точке А Т.- h - 6 . Таким образом последовательно измер   в нужных точках угол вращени  плоскости пол ризации, можно определить контур сечени  оптического элемента 6. На практике может встретитьс  случай, когда одна из .величин , или Ejизвестна по сечению с необходимой точностью, например, если деталь- плосковыпукла  либо плосковогнута , или известен профиль одной из поверхностей, а профиль другой поверхности оптического элемента, например линзы, нужно измерить. В . этом случае приведенные формулы сох- ран ют силу, но дл  их применени  требуетс  лишь заранее вычислить дл  данной точки сечени  Р, или f Формула изобретени  , 1. Устройство дл .измерени  контура сечени  прозрачных оптических элементов, содержащее последовательно расположенные на одной оптической оси источник излучени , систему формировани  пучка, держатель измер емого элемента, выполненный в виде плоскопараллельной пластины, установленной перпендикул рно оптической оси, резервуар, расположенный на пластине и заполненньм иммерсионной жидкостью с показателем преломлени , равным . показателю преломлени  материала измер емого элемента, и регистрирующую {систему, отличающее с  тем, что, с целью измерени  контура сечени  элементов, имеющих сложные криволинейные поверхности, иммерсионна  жидкость оптически активна, а регистрирующа  система выполнена в виде пол риметра, установленного с возможностью измерени  угла вращени  плоскости пол ризации по сечению пучка. 2. Устройство по п. 1, отли5 ющеес  тем, что пол риметр выполнен в виде платформы,установлен- . ной с возможностью перемещени  вдоль вух осей,перпендикул рных оптическоЛ си, и последовательно установленных на платформе вдоль оптической оси нализатора, диафрагмы и фотоприемниа , св занного с электронным блоком.The invention relates to a measurement technique and can be used, in particular, for measurement. contour of the section of transparent optical elements. The purpose of the invention is to measure the contour of the cross section of elements having complex curved surfaces by measuring the change in the polar state; over the cross section of a beam of linearly polarized monochromatic radiation. FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for measuring a transparent optically sectional contour. elements; in fig. 2 is a circuit for measuring; in fig. 3 is a flow chart of the recording system. The device contains a source of monochromatic linearly polarized radiation located on the same optical axis, for example a laser, a beamforming system -2, for example a collimator, a holder 3 of the measured element made in the form of a plane-parallel plate with two optical surfaces set perpendicular to the optical axis I ; , a reservoir 4 located on a plate and filled with an immersion liquid 5 with a refractive index equal to the refractive index of the material of the measured element 6, and a recording system 7. v. The walls of the tank 4 are glued to the holder 3, which forms the bottom of the reservoir reservoir. The recording system 7 is a polarimeter configured to measure the angle of rotation of the polarization plane over the beam cross section. Its design provides for both the measurement of the angle of rotation at a given point of the beam cross section and the counting of the coordinates of this point. A polarimeter consists of successively installed one after another along the optical axis of the analyzer 8 (polaroid), the diaphragm 9 and the photodetector 10, for example, a silicon photodiode connected to the electronic unit 11, which can be used as an electronic microammeter Analyzer 8, aperture 9 and the photodetector 10 is mounted on a movable platform 12, having the possibility of independent movement along two mutually perpendicular axes x and y. 72 As a mobile platform 12 °, it is possible to use, for example, a table with two-coordinate movement with reading nodes 13 and 14, for example, with the vernier scales of the table. The movable platform 12 is located on the support 15. On top, the elements mounted on the platform 12 are closed with an opaque cover 16 that eliminates it. parasitic illumination. The proposed device works as follows. Before taking measurements, it is necessary to select an optically active liquid with a refractive index equal to the refractive index of the measured element 6, which must be known in advance with the desired accuracy. The exact adjustment of the refractive indices of the liquid and element 6 can be done by diluting the liquid in a suitable solvent, changing the temperature mode and the radiation wavelength of the source. After the pickup is selected, it is necessary to measure the magnitude of the signal of the photodetector 10 with an empty tank 4 without liquid 5 and the measured element b. This automatically takes into account losses due to Fresnel reflection from the interface surfaces of a plane-parallel plate with a given refractive index. These losses are the same for both the empty tank 4 and the liquid-filled 5, provided that the material of the holder 3 has a refractive index coinciding with the refractive index of the liquid 5. After this, the optical element 7 is placed in the tank 4 on the holder 4 and the liquid 5 is poured . Select the level of the liquid 5 that coincides with the highest height of the optical element 6 relative to the holder 3 (although this is not necessary). The height of the level h must be measured by any known method with the required accuracy. In the reservoir, a layer of liquid 5 with an optical element 6 immersed in it and the holder 3 form a plane. a parallel detail, the passage through a single parallel beam of linearly polarized monochromatic radiation remains parallel. Only the state of polarization with the beam section is changed (provided that the materials of the optical element and the receiver 3 have no optical activity), and then the angle of rotation is measured over the beam cross section with a simultaneous reading of the coordinates of the point. beam sections should be larger than the cross-sectional area of element 6. According to the Malus law (1) 3 3 ". cosoi intensity of linearly polarized radiation transmitted through the analyzer; intensity of linearly polarized radiation before passing through the analyzer; analyzer rotation angle In the device, the analyzer 8 is not rotatable and is oriented to the maximum transmission. The rotation of the polarization plane at different points in the cross section of the measured element occurs due to the passage through the optically active liquid 5. At the same time, the radiation intensity over the cross section of the analyzer 8 output changes and this change is measured by the photodetector 10 and the electronic unit 11. Uchitsh (1 ), in the case of linear operation of the photodetector 10 t arccos (-4-), is the angle of rotation of the polarization plane at a given section point; 1 — photodetector signal at a given point of the cross section. At the same time, the sign of the angle (xo coincides with the sign of the specific rotation value | nor ci7 Angle 0}, thus, is calculated on the current sample i at the given section point. Axes X and Y are perpendicular to axis 2. If, for example, the value of the section of an element is measured 6 at point A (Fig. 2) with coordinates X and Y and at the exit of the polarimeter, in accordance with (2), the angle of rotation is recorded. You can determine the length of the path 6 passed in the liquid, as follows, using (1 ). - Р Р -f Р о о (t (i, is the length of the radiation path traveled in fluid 5 above element 6; 72 is the length of the path In this case, the angle of rotation of the polarization plane can be determined successively by measuring the angle of rotation of the polarization plane at the desired points. In practice, There is a case when one of the magnitudes, or Ej, is known by cross-section with the required accuracy, for example, if the part is flat-convex or flat-concave, or the profile of one of the surfaces is known, and the profile of the other surface of the optical element, for example a lens, is needed to measure. AT . In this case, the given formulas preserve the force, but for their application it is only necessary to calculate in advance for a given point of the cross section P, or f. 1. An apparatus for measuring the cross section contour of transparent optical elements, containing in series on the same optical axis , beam forming system, the holder of the measured element, made in the form of a plane-parallel plate, installed perpendicular to the optical axis, a reservoir located on the plate and filled immersion second fluid with a refractive index equal. the refractive index of the material of the element being measured, and the recording system (distinguished by the fact that, in order to measure the contour of a section of elements having complex curvilinear surfaces, the immersion liquid is optically active, and the recording system is made in the form of a polarimeter installed to measure the angle of rotation polarization plane over the beam section. 2. The device according to claim 1, characterized by the fact that the polarimeter is made in the form of a platform, installed-. with the ability to move along the axis of the axes, perpendicular to the optical system, and sequentially installed on the platform along the optical axis of the detector, the diaphragm and photoreceiver associated with the electronic unit.

33

f j(f j (

itf.itf.

IdId

IfIf

1515

Claims (2)

Формула изобретения fThe claims f интенсивность излучения по сечению на- выходе анализатора 8 меняется и это изменение измеряется фотоприемником 10 и электронным блоком 11. Учитывая (1), в случае линейного ре- 30 жима работы фотоприемника 10 + оС = arccos (-4—), (2) ~ о где о(0 - угол вращения плоскости поляризации в данной точке сечения;radiation intensity at the cross section - the output of the analyzer 8 is changed, and this change is measured by the photodetector 10 and the electronic control unit 11. In view of (1), in the case of a linear PE 30 benching work photodetector 10 ° + = arccos (-4-), (2) ~ o where o ( 0 is the angle of rotation of the plane of polarization at a given point in the section; л - сигнал фотоприемника в данной точке сечения.l is the photodetector signal at a given section point. При этом знак угла % совпадает со знаком величины удельного враще- 40 1ния . Угол об0 f таким образом, начисляется по текущему отсчету i в данной точке сечения. Оси X и ¥ перпендикулярны оси 2 .The sign of the angle% coincides with the sign of the specific rotation 40 1niya. The angle about 0 f is thus calculated according to the current sample i at a given point in the section. The X and ¥ axes are perpendicular to axis 2. Если, например, измеряется величина сечения элемента 6 в точке А 45 (фиг. 2) с координатами Хо и ϊ0 и на выходе поляриметра в соответствии с (2) зарегистрирован угол вращения <%, то, зная [«FJ , можно определить длину пути I , пройденного в жид- 50 кости, следующим образом,.используя (1>:If, for example, the value of the cross section of element 6 is measured at point A 45 (Fig. 2) with coordinates X o and ϊ 0 and the rotation angle <% is recorded at the output of the polarimeter in accordance with (2), then knowing ["FJ, we can determine path length I, traversed by the liquid 50 in the bone, as follows .ispolzuya (1>: I = е, где 8, - длина пути излучения, пройденного в жидкости 5 ’ • над элементом 6;I = e, where 8, is the path length of radiation transmitted in the liquid 5 ’• above element 6; . 1. Устройство для. измерения контура сечения прозрачных оптических элементов, содержащее последовательно расположенные на одной оптической осй источник излучения, систему формирования пучка, держатель измеряемого элемента, выполненный в виде плоскопараллельной пластины, установленной перпендикулярно оптической оси, резервуар, расположенный на пластине и заполненный иммерсионной жидкостью с показателем преломления, равным . показателю преломления материала измеряемого элемента, и регистрирующую (систему, отличающее ся тем, что, с целью измерения контура сечения элементов, имеющих сложные криволинейные поверхности, иммерсионная жидкость оптически активна, а регистрирующая система выполнена в виде поляриметра, установленного с возможностью измерения угла вращения плоскости поляризации по сечению пучка.. 1. The device for. measuring the contour of the cross section of transparent optical elements, containing a radiation source sequentially located on the same optical axis, a beam forming system, a measured element holder made in the form of a plane-parallel plate mounted perpendicular to the optical axis, a reservoir located on the plate and filled with immersion liquid with a refractive index equal to . the refractive index of the material of the measured element, and recording (a system characterized in that, in order to measure the contour of the cross section of elements having complex curved surfaces, the immersion liquid is optically active, and the recording system is made in the form of a polarimeter installed with the ability to measure the angle of rotation of the plane of polarization over the beam cross section. 2. Устройство по п. 1, о т л и 'дающееся тем, что поляриметр выполнен в виде платформы,установлен- . ной с возможностью перемещения вдоль двух осей,перпендикулярных оптической ;оси, и последовательно установленных на платформе вдоль оптической оси анализатора, диафрагмы и фотоприемника, связанного с электронным блоком.2. The device according to p. 1, about l and 'given that the polarimeter is made in the form of a platform, installed. with the ability to move along two axes perpendicular to the optical axis, and sequentially mounted on the platform along the optical axis of the analyzer, aperture and photodetector associated with the electronic unit.
SU853929609A 1985-07-16 1985-07-16 Device for measuring contour of cross section of transparent optical members SU1265472A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853929609A SU1265472A1 (en) 1985-07-16 1985-07-16 Device for measuring contour of cross section of transparent optical members

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853929609A SU1265472A1 (en) 1985-07-16 1985-07-16 Device for measuring contour of cross section of transparent optical members

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1265472A1 true SU1265472A1 (en) 1986-10-23

Family

ID=21189262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853929609A SU1265472A1 (en) 1985-07-16 1985-07-16 Device for measuring contour of cross section of transparent optical members

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1265472A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD443Z (en) * 2011-02-24 2012-06-30 Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы Method for measuring residual stresses in sheet glass and device for its realization

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент DE № 2128365, кл, 42 h 35/01, 1971. Авторское свидетельство СССР №802781, кл. G 01 В 11/24, 10.04.79. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD443Z (en) * 2011-02-24 2012-06-30 Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы Method for measuring residual stresses in sheet glass and device for its realization

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6130439A (en) Instrument for measuring the refractive index of a fluid
JP2804073B2 (en) Apparatus and method for measuring the refractive index of a substance
US5422714A (en) Device for comparing the refractive indices of an optical immersion liquid and a reference glass
SU1265472A1 (en) Device for measuring contour of cross section of transparent optical members
CN103884684A (en) Optical system of high-accuracy digital V-prism refractometer
Domanski et al. Compact optical fiber refractive index differential sensor for salinity measurements
RU2506568C2 (en) Device to measure index of refraction
Karabegov Metrological and technical characteristics of total internal reflection refractometers
RU2352916C2 (en) Method and device for electrolyte density measurement in lead accumulators
JPH072960U (en) Ellipsometer Method for Measuring Samples in Solution
EP1166084A1 (en) Method and apparatus for measuring internal transmittance
CN219224566U (en) Transparent solution concentration measuring device
SU1187563A1 (en) Method of determining dissipation factor of translucent solid mirror-reflection materials with small absorption factor
Mahrt et al. Optical Interferometric Bench Salinometer of High Precision with Electrical Read Out
SU757868A1 (en) Device for measuring losses in optical elements
SU1548718A1 (en) Device for measuring concentration of liquid medium
US2772597A (en) Precision refractometer
JPS6015127Y2 (en) Photoelectric displacement detection device
JPS6362693B2 (en)
SU1097921A1 (en) Method of measuring refractive index
SU1024740A1 (en) Optical electronic discrete level indicator
SU1404814A1 (en) Holographic method of determining map of relief gradient of object surface
UA5077U (en) Optoelectronic system for measuring optical density of liquids
SU1562791A1 (en) Method of measuring refraction index of heterogeneous materials
SU1539713A1 (en) Method of determining losses caused by light diffusion in three-dimensional heterogeneities in planar optic waveguides