SU1516910A1 - Refractometer - Google Patents

Refractometer Download PDF

Info

Publication number
SU1516910A1
SU1516910A1 SU874341910A SU4341910A SU1516910A1 SU 1516910 A1 SU1516910 A1 SU 1516910A1 SU 874341910 A SU874341910 A SU 874341910A SU 4341910 A SU4341910 A SU 4341910A SU 1516910 A1 SU1516910 A1 SU 1516910A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
interferometer
wedge
face
counter
cuvette
Prior art date
Application number
SU874341910A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Алексеевич Коновалов
Олег Юрьевич Лебедев
Светлана Владимировна Мамакина
Сергей Игоревич Прытков
Виктор Николаевич Черняков
Original Assignee
Предприятие П/Я В-8584
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 В-8584 filed Critical Предприятие П/Я В-8584
Priority to SU874341910A priority Critical patent/SU1516910A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1516910A1 publication Critical patent/SU1516910A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению и может быть использовано дл  высокоточного измерени  показател  преломлени  твердых сред. Цель изобретени  - повышение точности измерений. Двуплечий интерферометр содержит кювету исследуемого вещества, установленную в предметном плече интерферометра и механически св занную с блоком перемещений, а также первый и второй счетчики интерференционных полос на выходе интерферометра, соединенные с синхронизатором. Кювета выполнена в виде клина и установлена с возможностью поступательного перемещени  в плоскости одной из граней клина, прилежащих к его ребру, таким образом, что друга  грань клина, прилежаща  к ребру, расположена нормально к оптической оси интерферометра, причем эта грань клина оптически св зана со вторым счетчиком интерференционных полос. Дл  дальнейшего повышени  точности измерений в рефрактометр введены два дополнительных светоделител  и зеркальна  система, оптически св зывающа  их между собой через грань кюветы, противоположную грани, перпендикул рной оси, при этом один дополнительный светоделитель установлен в опорном плече интерферометра, а другой - на выходе интерферометра, перед вторым счетчиком интерференционных полос. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The invention relates to optical instrumentation and can be used to accurately measure the refractive index of solid media. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. The double-arm interferometer contains a cuvette of the test substance, installed in the subject shoulder of the interferometer and mechanically connected with the block of displacements, as well as the first and second counters of interference fringes at the output of the interferometer, connected to the synchronizer. The cuvette is made in the form of a wedge and is installed with the possibility of translational movement in the plane of one of the edges of the wedge adjacent to its edge, so that the other face of the wedge, adjacent to the edge, is located normally to the optical axis of the interferometer, and this face of the wedge is optically connected the second counter of the interference bands. To further improve the measurement accuracy, two additional beam splitters and a mirror system were introduced into the refractometer, which optically coupled them to each other across the cuvette face opposite to the face, perpendicular to the axis, with one additional beam splitter installed in the interferometer support arm, and the other at the interferometer output, before the second counter of the interference bands. 1 hp f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относитс  к области оптического приборостроени  и может быть использовано дл  измерени  показател  преломлени  твердых и жидких веществ.The invention relates to the field of optical instrumentation and can be used to measure the refractive index of solid and liquid substances.

Целью изобретени   вл етс  повьппе- ние точности измерений.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy.

На фиг.1 представлена оптическа  схема рефрактометра; на фиг.2 - оптическа  схема усовершенствовани  рефрактометра.Figure 1 is an optical diagram of a refractometer; Fig. 2 is an optical diagram of the refractometer improvement.

Рефрактометр (фиг.I) содержит источник 1 когеретного излучени , светоделительный кубик 2, кювету 3 исследуемого вещества, зеркала 4 и 5, блок 6 перемещени , счетчики 7 и 8 интерференционных полос и синхронизатор 9.The refractometer (Fig. I) contains a coherent radiation source 1, a beam-splitting cube 2, a test cell 3, a mirror 4 and 5, a displacement block 6, counters 7 and 8 of interference fringes and a synchronizer 9.

Рефрактометр по фиг.2 содержит источник 1 когерентного излучени , све- тоделительныБ кубики 2,10 и 11, кювету 3 исследуемого вещестиа, теркалп 4,5, 12 - 14, блок 6 пе.ремещгнич, смотчики 7 и 8 интерференционны, ч мог и синхронизатор 9,The refractometer of FIG. 2 contains a source of coherent radiation 1, brightening cubes 2,10 and 11, cuvette 3 of the substance under study, tercalp 4.5, 12-14, block 6 p.remeshnich, seekers 7 and 8 interferential, h could and synchronizer 9,

3151631516

Пунктирной линией показан ход лучей, попадающих в первый счетчик интерференционных полос, а сплошной - попадающих во второй чочетчик интер фе ренционных полос.The dashed line shows the course of the rays falling into the first counter of the interference fringes, and the solid line shows the interference fringes entering the second meter.

В рефрактометре (фиг.1) предметное плечо интерферометра образовано свето делительным кубиком 2, кюветой 3 исследуемого вещества и зеркалом 4, а опорное плечо - светоделительным кубиком 2 и зеркалом 5. Блок 6 перемещени  св зан .механически с кюветой 3. Счетчик 7 интер ференциониых полос установлен на выходе интерферо метра, а ачетчик 8 интерференционных полос оптически св зан с гранью клина , расположенной нормально к опти- гЧеской оси интерферометра. Счетчики 7 и 8 соединены с синхронизатором 9. In the refractometer (Fig. 1), the interferometer subject shoulder is formed by a light-dividing cube 2, a cuvette 3 of the test substance and a mirror 4, and the supporting arm is formed by a beam-splitting cube 2 and a mirror 5. The displacement unit 6 is connected mechanically with the cuvette 3. Counter 7 interferential the fringes are set at the output of the interferometer, and the meter 8 of the interference fringes is optically coupled to the face of the wedge located normally to the optical axis of the interferometer. Counters 7 and 8 are connected to synchronizer 9.

В рефрактометре по фиг.2 предметное плечо интерферометра образовано светоделительными кубиками 2,10 и 11, кюветой 3 исследуемого вещества и зеркалами 4,12 - 14, а опорное плечо светоделительным кубиком 2 и зеркаг лом 5. Блок 6 перемещений св зан ме- ханически с кюветой 3. Счетчик 7 интеференционных полос установлен на выходе интерферометра, а счетчик 8 ин- терференционных полос оптически св зан с гранью клина, расположенной нормально к оптической оси интерферометра . Счетчики 7 и 8 соединены с синхронизатором 9.In the refractometer of FIG. 2, the interferometer objective shoulder is formed by beam splitting cubes 2.10 and 11, cell 3 of the test substance and mirrors 4.12-14, and the reference arm by beam splitting die 2 and mirror scrap 5. The movement unit 6 is mechanically connected 3. A counter of 7 interference fringes is installed at the output of the interferometer, and a counter of 8 interference fringes is optically coupled to a wedge face located normally to the optical axis of the interferometer. Counters 7 and 8 are connected to synchronizer 9.

Кроме того,в рефрактометр по фиг.2 дополнительно введены светоделитель 10, который установлен в опорном плече интерферометра, светоделитель 11, который установлен перед счетчи-In addition, a beam splitter 10, which is installed in the reference arm of the interferometer, and a beam splitter 11, which is installed in front of the counter

ком 8 интерференционных полос, зеркальна  система, состо ща  из зеркал 12 - 14, оптически св зывающа  светоделители 10 и 11 через грань клина, противоположную грани, перпендикул р- ной оси.a combo of 8 interference fringes, a mirror system consisting of mirrors 12–14, optically linking the beam splitters 10 and 11 through the wedge face opposite to the face, perpendicular to the p axis.

В состав рефрактометров на фиг.1 и 2 входит источник 1 когерентного излучени , который может испускать свет одной или двух длин волн. Конструктивно он может быть выполнен в виде одного или двух лазеров с колли- мирующими системами.The refractometers of FIGS. 1 and 2 include a coherent radiation source 1, which can emit light of one or two wavelengths. Structurally, it can be made in the form of one or two lasers with collimation systems.

Рефрактометр работает следующим образом.Refractometer works as follows.

Включают источиик 1 когерентного излучени  и осуществл ют юстировку рефрактометра таким образом, что на счетчик 7 интерференционных полосThe source of coherent radiation is switched on and the refractometer is adjusted in such a way that there are 7 interference fringes on the counter

попадает только два луча: один луч, отразивщийс  от зеркала 4, а друг гой - отразившийс  от грани АВ кюветы 3 исследуемого образца или отразивщийс  от зеркала 5. Одновременно юстировкой добиваютс  того, что на счетчик 8 интерференционнвос полос попадает тоже только два луча: один луч, отразившийс  от грани АВ кюветы 3 исследуемого образца, а другой от зеркала 5. Така  ,-юстировка возможна различными способами. Можно, например , диафрагмировать или сместить зеркала 4 и 5 таким образом, что На счетчик 7 попадает только излучение, отраженное от грани АВ клина и зеркала 4, а на счетчик 8 - отраженное от зеркала 5 и отраженное от грани АВ клина. Если источиик 1 когеренного излучени  испускает излучение двух длин волн, то можно осуществ-: л ть Спектральную селекцию. Дл  наиболее зффективного использовани  излучени  на грань АВ кюветы 3 исследуемого вещества можно нанести свето делительное покрытие (фиг.1). Это светоделительиое покрытие состоит из отражающей (заштрихованной) и пропускающей частей. При юстировке добиваютс , чтобы ось интерферометра проходила через границу отражающей и пропускающей частей. Тогда на счетчик 7 интерфереиционных полос попадает излучение, отраженное от зеркал 4 и 5, а на счетчик 8 интерференционных полос - излучение, отраженное от грани АВ клина и зеркала 5 .only two beams fall: one beam reflecting from mirror 4, and the other one reflected from the face AB of the cuvette 3 of the sample under study or reflecting from mirror 5. At the same time, it is achieved by adjusting that only two beams hit the counter 8 interference band: one beam , reflected from the face AB of the cuvette 3 of the sample, and the other from the mirror 5. Such adjustment is possible in various ways. You can, for example, diaphragm or shift the mirrors 4 and 5 in such a way that only the radiation reflected from the face of the AV of the wedge and the mirror 4 falls on the counter 7, and reflected from the mirror 5 and reflected from the face of the AV of the wedge to counter 8. If the source of 1 coherent radiation emits radiation of two wavelengths, then it is possible to carry out: - Spectral selection. For the most efficient use of radiation, a light-separating coating can be applied to the edge of the AV cell 3 of the test substance (Fig. 1). This light-splitting coating consists of reflective (shaded) and transmissive parts. When adjusting, it is achieved that the interferometer axis passes through the boundary of the reflecting and transmitting parts. Then, the radiation reflected from mirrors 4 and 5 enters the counter of the 7 interference fringes, and the radiation reflected from the edge of the AV wedge and the mirror 5 hits the counter of 8 interference fringes.

После юстировки включают блок 6, который смещает кювету 3 исследуемого вещества в плоскости грани ВС. При этом происходит изменение оптической разности хода между парами лучей, попадающих на счетчики 7 и 8 интерференциоиных полос. Поскольку излучение падает на грань АВ клина нормально, то оптическа  разность хода мен етс  следующим образом:After alignment, block 6 is switched on, which shifts the cuvette 3 of the test substance in the plane of the face of the aircraft. When this occurs, a change in the optical path difference between pairs of rays falling on counters 7 and 8 of the interference bands. Since the radiation falls on the edge of the AB wedge normally, the optical path difference changes as follows:

2(п-По)-Ь ; L2. 2 п„-Ь, (1)2 (p-Po) -b; L2. 2 п „-, (1)

и L - изменение оптической разности хода между парами лучей на счетчиках 7 и 8 интерференционных полос;and L is the change in the optical path difference between pairs of rays on counters 7 and 8 of the interference fringes;

5151691051516910

n и Пд - показатели преломлени  исследуемого вещества и окружающей среды;n and front are the refractive indices of the test substance and the environment;

h - изменение геометри- ческой длины пути света, возникающее вследствие перемещени  клина.h is the change in the geometric length of the light path resulting from the movement of the wedge.

омощью синхронизатора 9 одновревключают счетчики 7 и 8 интерионных полос и спуст  некоторое t, выключают. Счетчики регистри10 With synchronizer power 9, the counters 7 and 8 of the interionic lanes are simultaneously switched on and, after some t, turn off. Counters register10

руют следующее количество интерфе- ренцнонных полос:The following number of interference bands is detected:

2in;noi h .2in; noi h.

ТГTg

2 n.h2 n.h

-А.-BUT.

где N I и Nwhere N I and N

- числа интерференционных полос, зарегнстрн- рованных счетчиками 7 и 8;- the number of interference fringes registered by counters 7 and 8;

А, и А- - длины волн излучени , падающего на счетчики 7 и 8. Зарегистрировав N, и N,j, наход т A, and A- are the wavelengths of the radiation incident on counters 7 and 8. After registering N, and N, j, they find

,N, Xj N7 к :, N, Xj N7 to:

-t- 1).-t- 1).

(3)(3)

По формуле (3) провод т расчет показател  преломлени .By the formula (3), the refractive index is calculated.

Отличие в работе рефрактометра на фиг.2 от рефрактометра на фиг.1 заключаетс  только в процессе юстировки. На стадии юстировки добиваютс , чтобы на счетчик 8 интерференционных полос попадали два луча: один отразившийс  от зеркала 5, а другой - отразившийс  от грани АВ клина, светоделителей 2 и 11 зеркал 14 и 13, грани ВС клина, зеркала 12, светоделител  10. Дп  исключени  интерференционных помех целесообразно использовать источник 1 когерентного излучени  с небольшой (5-20 см) длиной когерентности и выравнивать разность ;;1ода между попадающими на счетчик 8 лучами. В остальном юстировка и работа рефрактометра на фиг.2 совпадает с юстировкой и работой рефракто- метра на фиг.1.The difference in the operation of the refractometer in Fig. 2 from the refractometer in Fig. 1 is only in the process of alignment. At the alignment stage, it is achieved that two beams hit the counter of 8 interference fringes: one reflected from mirror 5, and the other reflected from the edge of the AV wedge, beam splitters 2 and 11 mirrors 14 and 13, faces of the sun of the wedge, mirror 12, beamsplitter 10. Dp to avoid interference, it is advisable to use a coherent radiation source 1 with a small (5–20 cm) coherence length and equalize the difference ;; 1 year between the 8 beams falling on the counter. For the rest, the adjustment and operation of the refractometer in FIG. 2 coincides with the adjustment and operation of the refractometer in FIG.

Однако в рефрактометре на фиг.2 снижена погрешность измерений, обусловленна  некотролируемыми смещени ми и разворотами кюветы исследуемого вещества относительно направлени  движени . Погрешность измерени  в рефрактометре на фиг.1 составл ет 1,5-10, а в рефрактометре иа фиг.2However, in the refractometer of Fig. 2, the measurement error is reduced due to the uncontrolled displacements and reversals of the test substance cuvette relative to the direction of motion. The measurement error in the refractometer in FIG. 1 is 1.5-10, and in the refractometer in FIG. 2

4-104-10

-7-7

Таким образом, совокупность отличительных признаков позвол ет peaлизJO- вать высокоточное по отношению к со - временному уровню техники измерение показател  преломлени  твердых и жидких веществ.Thus, the combination of distinctive features allows the analysis of the precision measurement of the refractive index of solid and liquid substances with respect to the current level of technology.

Claims (2)

1.Рефрактометр, содержащий двуплечий интерферометр, кювету дл  исследуемого вещества, установленную в предметном плече интерферометра и ме25 ханически св занную с блоком перемещений , а также счетчик интерференционных полос на выходе интерферометра, отличающийс  тем, что, с целью повьппени  точности измерений,1. A refractometer containing a two-arm interferometer, a cuvette for the test substance, installed in the subject shoulder of the interferometer and mechanically connected to the displacement unit, as well as an interferometer output counter, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, JQ в него введены второй счетчик интерференционных полос и синхронизатор, соединенный с первым и вторым счетчиками , а кювета выполнена в виде клина и установлена с возможностью поступательного перемещени  в плоскости одной из граней клина , прилежащих к его ребру, таким образом, что друга  грань клина, прилежаща  к ребру , расположена нормально к оптичесдд кой оси интерферометра, причем эта грань клина оптически св зана с вто- рьм счетчиком интерференционных полос .JQ entered into it the second counter of the interference fringes and the synchronizer connected to the first and second counters, and the cuvette is made in the form of a wedge and installed with the possibility of translational movement in the plane of one of the wedge sides adjacent to its edge, so that the other edge of the wedge, adjacent to the edge, is located normally to the optical axis of the interferometer, and this face of the wedge is optically connected with the second interference fringe counter. 2. Рефрактометр по п.1, о т л и - ч а ю щ и и с   тем, что в него введены два дополнительных светоделител  и зеркальна  система, оптически св зьтающа  их между собой через грань кюветы, противоположную грани, расположенной нормально к оси, при этом один дополнительный светоделитель установлен в опорном плече, а другой - на выходе интерферометра перед вторым счетчиком интерференционных полос.2. The refractometer according to claim 1, about tl and - h and y with the fact that it introduced two additional beam splitters and a mirror system, optically connecting them to each other through the face of the cell opposite to the face, which is located normally to the axis , with one additional beam splitter installed in the reference arm, and the other at the interferometer output before the second interference fringe counter. Фие.1Phie.1 Фие.гPhie.g
SU874341910A 1987-11-12 1987-11-12 Refractometer SU1516910A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874341910A SU1516910A1 (en) 1987-11-12 1987-11-12 Refractometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874341910A SU1516910A1 (en) 1987-11-12 1987-11-12 Refractometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1516910A1 true SU1516910A1 (en) 1989-10-23

Family

ID=21341647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874341910A SU1516910A1 (en) 1987-11-12 1987-11-12 Refractometer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1516910A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Захарьевский А.Н. Интерферометры. - М.: Оборонгиз, 1952, с.216. Авторское свидетельство СССР 1017978, кл. G 01 N 21/45, 1983. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102322801B (en) Oscillating type demodulation device with high signal-to-noise ratio and low coherent interference displacement and demodulation method for demodulation device
EP0793079B1 (en) Fiber coupled interferometric displacement sensor
CN112484648B (en) Displacement measurement system and method for heterodyne optical fiber interferometer
CN112484647B (en) Interferometer displacement measurement system and method
CN112857592A (en) Compact laser wavelength measuring device and measuring method thereof
US4361402A (en) Apparatus for determining the refractive-index profile of optical fibers
SU1152533A3 (en) Scanning interferometer (versions)
US4125778A (en) Apparatus for laser anemometry
SU1516910A1 (en) Refractometer
JPS60253945A (en) Shape measuring instrument
SU1397732A1 (en) Device for measuring thickness of thin walls of glass pipes
JPH05500853A (en) Method and apparatus for determining glass tube wall thickness
SU712654A1 (en) Interferometer
JP2592254B2 (en) Measuring device for displacement and displacement speed
CN211317207U (en) Laser interference displacement measuring device
SU1587327A1 (en) Interferometer
SU1673926A1 (en) Refractometer
JP2024056589A (en) Optical distance meter
SU1647241A1 (en) Laser interference device
SU1620826A1 (en) Method and apparatus for determining diameter of holes
SU1104362A1 (en) Interferometer for optical surface quality control
SU1518663A1 (en) Interferometer for measuring transverse displacements
SU1518669A1 (en) Device for measuring angles of prism
SU1052852A1 (en) Double-reflecting interferometer for measuring object displacement in low-diameter pipe
SU1441187A2 (en) Null-indicator