SU1383108A1

SU1383108A1 - Spectrophotometer

Info

Publication number: SU1383108A1
Application number: SU864127823A
Authority: SU
Inventors: Евгений Григорьевич Столов; Татьяна Ивановна Фомина; Зиновий Савельевич Щербаковский
Original assignee: Предприятие П/Я А-1705
Priority date: 1986-10-03
Filing date: 1986-10-03
Publication date: 1988-03-23

Abstract

Изобретение относитс к оптическому спектральному приборостроению. Целью изобретени вл етс повьшение точности измерений путем улучшени отношени сигнал - шум при измерении спектральных характеристик объектов в пол ризованном свете. Свет от источника излучени проходит монохроматор и коллимируетс с помощью коллиматора, С помощью пол ризатора, выполненного в виде интерференционного покрыти , помещенного в светоделительный кубик, излучение раздел етс на взаимно перпендикул рные компоненты. Одна компонента попадает на фотоприемник, проход через первое зеркало, компенсатор и держатель образца. Друга компонента проходит через фазосдвигающее устройство , дополнительный пол ризатор, второе зеркало, держатель образца и также попадает на фотоприемник. Фазосдвигающее устройство может быть выполнено в виде полуволновой двулуче- преломл ющей пластины. Эта пластина устанавливаетс перпендикул рно оптической оси. Спектрофотометр позвол ет сократить врем на проведение измерений при заданной точности измерений. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. § 1(ЛThis invention relates to optical spectral instrumentation. The aim of the invention is to increase the measurement accuracy by improving the signal-to-noise ratio when measuring the spectral characteristics of objects in polarized light. The light from the radiation source passes the monochromator and is collimated with the help of a collimator. With the help of a polarizer made in the form of an interference coating placed in a beam-splitting cube, the radiation is divided into mutually perpendicular components. One component falls on the photodetector, the passage through the first mirror, the compensator and the sample holder. Another component passes through a phase-shifting device, an additional polarizer, a second mirror, a sample holder and also enters the photodetector. The phase shifting device can be made in the form of a half-wave birefringent plate. This plate is mounted perpendicular to the optical axis. A spectrophotometer can reduce the time taken to make measurements with a given measurement accuracy. 1 hp f-ly, 3 ill. § 1 (L

Description

11eleven

Изобретение относитс к области оптического спектрального приборостроени .The invention relates to the field of optical spectral instrumentation.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерений путем улучшени отношени сигнал - шум при измерении спектральных характеристик объектов в пол ризованном свете.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy by improving the signal-to-noise ratio when measuring the spectral characteristics of objects in polarized light.

На фиг.1 показана структурна схема устройства при измерени х с ис пользованием Р-компоненты излучени ; на фиг.2 - то же,дл S-компоненты излучени ; на фиг.З - схема взаимной ориентации осей двулучепреломл ющей пластины и направлени электрического вектора падающей на нее световой волны.Fig. 1 shows a block diagram of the device when measuring using the P-component of the radiation; 2 is the same for the S component of the radiation; Fig. 3 is a diagram of the relative orientation of the axes of the birefringent plate and the direction of the electric vector of the light wave incident on it.

Устройство содержит оптически соп р женные источник 1 излучени , моно хроматор 2, выходна щель которого расположена в фокальной плоскости коллиматорного объектива 3, пол ризатор А, выполненный в виде заклеенного в светоделительный кубик пол ризационного интерференционного покрыти , фазосдвигающее устройство 5, выполненное, например, в виде полуволновой двулучепрелом л ющей пластины, дополнительный пол ризатор 6, зеркала 7 и 8, установленные соответственно в первом и во втором оптических каналах, расположенные по разные стороны относительно плоскости отражающей поверхности пол ризатора 4, компенсатор 9, установленный в первом оптическом канале, фотоприемник 10, отсчетное устройство 11 и держатель 12 образцаThe device contains an optically conjugated radiation source 1, a monochromator 2, whose exit slit is located in the focal plane of the collimator objective 3, polarizer A, made in the form of a polarization interference coating stuck into a beam-splitting cube, phase shifting device 5, made, for example, a half-wave birefringent plate, an additional polarizer 6, mirrors 7 and 8, installed in the first and second optical channels, respectively, located on opposite sides of relative to the plane of the reflecting surface of the polarizer 4, the compensator 9 installed in the first optical channel, the photodetector 10, the reading device 11 and the sample holder 12

Спектрофотометр работает следующим образом.The spectrophotometer works as follows.

Свет от источника 1 излучени про ходит через монохроматор 2 и колли- маторньм объектив 3, на выходе которого он преобразуетс в параллельный Параллельньй поток попадает на пол ризатор 4, который пропускает излучение , электрический вектор которого параллелен плоскости .падени (Р-ком- понента), и отражает излучение, электрический вектор которого перпендикул рен плоскости падени излучени (S-компонента).The light from the radiation source 1 passes through the monochromator 2 and the collimator lens 3, at the output of which it is converted into a parallel flow parallel to the polarizer 4, which transmits radiation whose electric vector is parallel to the plane of the drop (P component) , and reflects radiation, the electric vector of which is perpendicular to the plane of incidence of the radiation (S component).

Отраженный световой поток попадает во второй оптический канал и проходит через фазосдвигающее устройство 5, которое повор,ачивает вектор пол ризации излучени на 90 , затем- через дополнительный пол ризатор 6The reflected light flux enters the second optical channel and passes through the phase-shifting device 5, which turns, detects the polarization vector of the radiation through 90, then through the additional polarizer 6

84108;84108;

и отражаетс от .iepKn. ia 7, прохоцит через исследуемый обра: ец, чакргплкм - ный на держателе 12, и попадает на фотоприемник 10.and is reflected from .iepKn. ia 7, the prochocyte through the test specimen: pepper, chakrgplkmm on the holder 12, and falls on the photodetector 10.

Световой поток, прошедший через пол ризатор 4, отражаетс от зеркала 8, проходит через компенсатор 9 и также падает на исследуемый об- JQ разец, а пройд через него, - на фотоприемник 10, сигнал от которого регистрируетс отсчетным устройством 11,The luminous flux transmitted through the polarizer 4 is reflected from the mirror 8, passes through the compensator 9 and also falls on the sample examined by JQ, and passes through it on the photodetector 10, the signal from which is recorded by the reading device 11,

Углы падени излучений первого и 5 второго оптических каналов на исследуемый образец одинаковы, а оси первого и второго каналов при падении излучени на плоский исследуемый образец задает одноименные компоненты 20 пол ризованного из.пучени .The angles of incidence of the first and 5 second optical channels on the sample under study are the same, and the axes of the first and second channels when the radiation is incident on a flat test sample sets the same components of the 20 polarized learning.

В процессе измерений сначала измер ют сигнал от фотоприемника 10 без исследуемого образ ца 1, а затем устанавливают исследуемый образец и 25 измер ют сигнал I, . Коэффициент пропускани образца Тр или Tg равен 1,/1о.During the measurement process, the signal from the photodetector 10 without the test sample 1 is measured first, and then the test sample is installed and the signal I, 25 is measured. The transmittance of the sample Tp or Tg is equal to 1, / 1o.

Фазосдвигающее устройство может быть выполнено, например, в виде полуволновой двулучепреломл ющей пдас-. тины. Оси полуволновой пластины К, и К„ ориентированы под углом 45 относительно вектора напр женности электрического пол Е (фиг.З).The phase shifter can be configured, for example, in the form of a half-wave birefringent pdas-. tina. The axes of the half-wave plate K, and K „are oriented at an angle of 45 relative to the intensity vector of the electric field E (FIG. 3).

В тех случа х, ко.гда исследовани необходимо проводить в широком спектральном диапазоне, в качестве фазо- сдвигающего устройства следует примен ть ахроматическую составную двулучепреломл ющую полуволновуюIn cases where studies need to be carried out in a wide spectral range, an achromatic composite birefringent half-wave should be used as a phase-shifting device.

оabout

пластину.plate.

Предлагаемьй спектрофотометр по сравнению с известным имеет примерно в 1,4 раза более высокую точность измерений , что обеспечиваетс улучшением соотношени сигнал - шум. Кроме того, имеет в два раза более высокую производительность измерений за счет сокращени времени, затрачиваемого на один акт измерений, при заданном .значении точности определени Tp(Tg).The proposed spectrophotometer has a higher measurement accuracy by about 1.4 times as compared with the known one, which is ensured by an improved signal-to-noise ratio. In addition, it has twice the measurement performance by reducing the time spent on one measurement act, given the value of the determination accuracy Tp (Tg).

Спектрофотометр удобен при -аттестации пол ризаторов на основе интерференционных оптических покрытий, так как при этом приходитс измер ть малые сигналы при определении положени фронта спектральной характеристики интерференционного покрыти .The spectrophotometer is convenient for the at-certification of polarizers on the basis of interference optical coatings, since in this case it is necessary to measure small signals when determining the position of the front of the spectral characteristic of the interference coating.

30thirty

3535

4040

4545

5050

5555

Claims

Invention Formula

1, A spectrophotometer containing an optically coupled radiation source, a monochromator, a collimator, a polarizer, a sample holder and a photodetector, and a recording device connected to the photodetector, characterized in that, to improve the accuracy of measurements, we improve the signal-to-noise ratio at measuring spectral characteristics of objects in polarized light, the device additionally contains a first mirror, a compensator, a phase-shifting device, an additional polarizer, and a second mirror l polarizers configured as placed in svetodelitel- ny cube interference coated

The first and second mirrors are located on opposite sides of the plane passing through the interference coating of the main polarizer, while the polarizer is optically coupled to the sample holder through the first mirror and the compensator. phase shifter, additional polarizer and second mirror.

2. The spectrophotometer according to claim 1, which is characterized in that the phase-shifting device is made in the form of a half-wave birefringent plate mounted perpendicular to the axis on which the additional polarizer and the second mirror are mounted.

9 12 10

567

1

R

TJ

ia.S

to,

) i

u 5

R

five