SU486258A1

SU486258A1 - Device for measuring the degree of polarization of electromagnetic radiation

Info

Publication number: SU486258A1
Application number: SU1774839A
Authority: SU
Inventors: Эдуард Петрович Бусыгин; Валерий Георгиевич Григорьянц; Игорь Прокофьевич Явор
Original assignee: Ордена Ленина Физико-Технический Институт Им. А.Ф.Иоффе Ан Ссср
Priority date: 1972-04-19
Filing date: 1972-04-19
Publication date: 1975-09-30

Description

Изобретение относитс к технике пол ризационного и спектрального анализа электромагнитного излучени и может быть использовано дл измерени степени пол ризации оптического излучени из заданных областей пространственно неоднородных источников. Ь этих услови х высока точность измерений обеспечиваетс только при полной идентичности и стабильности юстировки ортогонально пол ризованных пучков, что исключает применение вращающихс пол ризаторов. Известно устройство, содержапд,ее неподвижный линейный двупреломл ющий пол ризаторанализатор , раздел ющий пучки с ортогональной пол ризацией. Интенсивности этих пучков измер ютс одновременно независимыми фотоэлектрическими трактами. Недостатки известного устройства: вли ние дисперсии анализатора на смещение в пространстве ортогонально пол ризованных пучков, необходимость раздельной юстировки пучков по всему оптическому тракту, а также усложненность системы регистрации и ухудшение стабильности ее работы, вызванные разделением фотоэлектрического тракта. Цель изобретени - устранение вли ни дисперсии анализатора, упрощение юстировки устройства, а также повышение стабильности работы и упрощение системы регистрации. Поставленна цель достигаетс с помощью дополнительного пол ризатора, идентичного анализатору по оптическим параметрам и установленного относительно него под углом 180. Указанный пол ризатор собирает пучки, разделенные анализатором. Оба пол ризатора выполнены в виде плоскопараллельных анизотропных пластин и установлены относительно элементов фокусирующей системы так, чтобы действительные изоОражени источника излучени в лучах ортогональной пол ризации полностью раздел лись в пространстве между пластинами. В плоскости изображений установлен модул тор, периодически перекрывающий пучки с ортогональной пол ризациеи. Модул тор расположен за задним фокусом предшествующей ему линзовой системы в плоскости , в которой размер изображени /р (/ - поперечный размер источника, р - увеличение линзовой системы) оказываетс меньше расхождени ортогонально пол ризованных пучков + n,ctg -, где d - толщина анизотропных пластин, 7 - угол между нормалью к рабочим гран м и кристаллографической осью этих пластин, По - показатель преломлени обыкновенного луча в пластинах.The invention relates to a technique for polarization and spectral analysis of electromagnetic radiation and can be used to measure the degree of polarization of optical radiation from specified regions of spatially inhomogeneous sources. In these conditions, high measurement accuracy is ensured only with complete identity and stability of the alignment of orthogonally polarized beams, which excludes the use of rotating polarizers. A device is known to contain its fixed linear birefringent polarizer analyzer separating beams with orthogonal polarization. The intensities of these beams are measured simultaneously by independent photoelectric paths. The disadvantages of the known device are: the effect of the dispersion of the analyzer on the spatial shift of orthogonally polarized beams, the need for separate alignment of the beams throughout the optical path, as well as the complexity of the recording system and the deterioration of the stability of its work caused by the separation of the photoelectric path. The purpose of the invention is to eliminate the influence of the dispersion of the analyzer, to simplify the adjustment of the device, as well as to increase the stability of operation and to simplify the registration system. The goal is achieved using an additional polarizer, identical to the analyzer by optical parameters and set relative to it at an angle of 180. The specified polarizer collects beams separated by the analyzer. Both polarizers are made in the form of plane-parallel anisotropic plates and installed relative to the elements of the focusing system so that the actual reflections of the radiation source in the rays of orthogonal polarization are completely separated in the space between the plates. A modulator is installed in the image plane, periodically overlapping beams with orthogonal polarization. The modulator is located behind the back focus of the lens system preceding it in the plane in which the image size / p (/ is the source transverse size, p is the increase in the lens system) is less than the divergence of orthogonally polarized beams + n, ctg -, where d is anisotropic thickness plates, 7 is the angle between the normal to the working edges and the crystallographic axis of these plates, Po is the refractive index of the ordinary beam in the plates.

Пе-показатель преломлени необыкновенного луча, распростран ющегос в пластинах перпендикул рно кристаллографической оси.The pe is the refractive index of the extraordinary ray propagating in the plates perpendicular to the crystallographic axis.

При этом координата плоскости изображений задаётс величиной р. Дл реальных значений d и фокусных рассто ний линз указанное условие может быть выполнено только в том случае, если в плоскости установки модул тора стро тс уменьшенные изображени источника излучени .In this case, the coordinate of the image plane is given by the value of p. For real values of d and focal lengths of the lenses, this condition can be satisfied only if reduced images of the radiation source are constructed in the installation plane of the modulator.

На фиг. 1 приведена оптическа и электрическа схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 построен ход лучей после анализатора.FIG. 1 shows the optical and electrical circuit of the device; in fig. 2 built the course of the rays after the analyzer.

Устройство содержит источник излучени 1, плоскопараллельную анизотропную пластинуанализатор 2, собирающую анизотропную пластину 3, спектрограф 4, фокусирующую систему , включающую диафрагму 5, линзы 6 и 7, систему регистрации излучени , включающую модул тор 8, фотоумножитель 9, широкополосный усилитель 10, блок управлени 11, пересчетные приборы 12 и 13.The device contains a radiation source 1, a plane-parallel anisotropic plate analyzer 2, collecting anisotropic plate 3, a spectrograph 4, a focusing system including a diaphragm 5, lenses 6 and 7, a radiation recording system including a modulator 8, a photomultiplier 9, a wideband amplifier 10, a control unit 11 , counters 12 and 13.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Излучение источника 1 через диафрагму 5 фокусируетс линзой 6 и раздел етс на два ортогонально пол ризованных пучка пластиной-анализатором 2. Уменьшенные изображени источника стро тс в плоскости АА. Модул тор 8 поочередно перекрывает каждый из пучков. Пластина 3 собирает проход щие через нее ортогонально пол ризованные пучки. Линза 7 строит совмещенное изображение источника в плоскости входной щели спектрографа . Монохроматическое излучение регистрируетс с помощью фотоумножител 9, усилител 10 и двух пересчетных приборов 12 и 13. Блок управлени согласовывает модул цию пучков с моментом подклюлени к усилителю соответствующего пересчетного прибора, задает частоту модул ции и врем экспозиции.The radiation of the source 1 through the diaphragm 5 is focused by the lens 6 and is divided into two orthogonally polarized beams by a plate-analyzer 2. The reduced images of the source are plotted in the AA plane. Modulator 8 alternately overlaps each of the beams. Plate 3 collects orthogonally polarized beams passing through it. Lens 7 builds a combined source image in the plane of the entrance slit of the spectrograph. Monochromatic radiation is recorded with the help of a photomultiplier 9, amplifier 10, and two counting instruments 12 and 13. The control unit coordinates the modulation of the beams with the moment of coupling to the amplifier of the corresponding counting instrument, sets the modulation frequency and the exposure time.

Устройство позвол ет измер ть распределение пол ризации излучени вдоль выделенного направлени в широком спектральном диапазоне , с точностью, определ емой только точностью установки устройства относительно источника и статистическими погрешност ми. The device makes it possible to measure the polarization distribution of radiation along a selected direction in a wide spectral range, with an accuracy determined only by the accuracy of the installation of the device relative to the source and statistical errors.

Предмет изобретени Subject invention

Устройство дл измерени степени нол ризации электромагнитного излучени , содержащее фокусирующую систему, неподвижный линейный двупреломл ющий пол ризатор-анализатор , спектральный прибор и систему регистрации излучени , отличающеес тем,A device for measuring the degree of polarization of electromagnetic radiation, comprising a focusing system, a stationary linear birefringent polarizer-analyzer, a spectral instrument and a radiation detection system characterized in

что, с целью устранени вли ни дисперсии анализатора, упрощени юстировки устройства , а также повышени стабильности и упрощени системы регистрации, оно снабжено собирающим пол ризатором, идентичным поthat, in order to eliminate the effect of the dispersion of the analyzer, to simplify the adjustment of the device, as well as to increase the stability and simplify the recording system, it is equipped with a collecting polarizer identical in

своим оптическим параметрам анализатору, установленным под углом 180° относительно последнего, причем упом нутые пол ризаторы выполнены, в виде плоскопараллельных анизотропных пластин, и модул тором, установленным между пол ризаторами за задним фокусом линзовой системы, расположенной до него, в плоскости, дл которой выполн етс условиеits optical parameters to the analyzer installed at an angle of 180 ° relative to the latter, said polarizers being made, in the form of plane-parallel anisotropic plates, and a modulator mounted between the polarizers behind the rear focus of the lens system located in front of it, in the plane for which condition

. Т + ctg -I . T + ctg -I

J dJ d

1, one,

где / - поперечный размер источника излучени , р - увеличение упом нутой линзовой системы в плоскости установки модул тора, 7 - угол между нормалью к рабочим гран .м и кристаллографической осью упом нутых пластин , d - толщина пластин, «о - показатель преломлени обыкновенного луча в пластинах,where / is the transverse size of the radiation source, p is the increase in the aforementioned lens system in the plane of the modulator installation, 7 is the angle between the normal to the working edges and the crystallographic axis of the said plates, d is the thickness of the plates, "o is the refractive index of the ordinary beam in the plates

Пе - показатель преломлени необыкновенного луча, распростран ющегос в пластинах перпендикул рно кристаллографической оси.Pe is the refractive index of an extraordinary ray propagating perpendicular to the crystallographic axis in the plates.