SU684409A1

SU684409A1 - Способ определени критического угла полного внутреннего отражени света

Info

Publication number: SU684409A1
Application number: SU762355825A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Иванович Пеньковский; Бронислав Омарович Исхаков; Владимир Николаевич Жданов
Original assignee: Предприятие П/Я А-7526
Priority date: 1976-05-06
Filing date: 1976-05-06
Publication date: 1979-09-08

Description

1

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано да определени критического угла.ПОЛНОГО внутреннего отражени при автоматизации процессов измерени ИЛИ контрол степени изменени коэффициента преломлени сред.

Известны способы измерени критического угла ПОЛНОГО внутреннего отражени света путем измерени скака интенсивности отраженного пучка света при разных углах падени света на границу эталонной и исследуемой сред. При этом используют метод непосредственного изменени угла падени света 11 .

Основным недостатком способа измрени интенсивности отраженного пучка вл етс низка точность из-за существенного вли ни нестабильности источников света и вс кого рода с.мещений энергетических центров в анализируемых пучках света.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению вл етс способ определени критического ПОЛНОГО внутреннего отражени света, осуществл емый посредством модул ции азимута линейно пол ризованного падающего на границу раздела сред света, изменени угла падени и анализа отраженного света 2.

Данный способ имеет существенные недостатки, заключающиес в том, что при внутреннем отражении поворот ПЛОСКОСТИ пол ризации отраженного света происходит при углах пад дени , меньших критического. За критическим углом поворота ппоскости пол ризации нет, а наблюдаетс изменение другого параметра разности фаз между p-uS- составл ющими пол ризованного света. Поэтому при углах

5 падени , больщих критического, задача определени критического угла становитс затруднительной, поскольку нет информации о Tpe6yeN5CW направлении объективного изменени угла па0 дени . В результате снижаетс точность определени критического угла в его окрестности, а резкие изменени коэффициента преломлени исследуемой среды ИЛИ угла падени станов тс

5 недопустимыми.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерений.

Дл этого в известном способе одновременно с изменением угла падени линейно-пол ризованного с гюсTOHHHbJM азимутом пол ризации пучка света непрерывно модулируют на одной частоте, но в противофазе, параметр направлени пол ризации и параметр разности фаз отраженного пучка света, а изменение угла падени света производ т до положени , при котором в спектре электрического сигнала отсутствует перва гармоника частоты модул ции параметров пол ризации света. На фиг.1 приведена структурна схема одного из вариантов устройства , позвол ющего осуществить предложенный способ, например, с помощью магнитооптических модул торов состо ни пол ризации света; на фиг.2 зависимости переменных составл ющих тока фотоприемника, пропорционально го интенсивности света, от изменени ориентации осей эллипса пол ризации на фиг.З - зависимость переменных составл ющих тока фотоприемника от изменени эллиптичности отраженного пол ризованного пучка света. Способ реализуют следующим образом . Световой поток от источника свет Iпопадает на формирователь 2, в виде параллельного пучка света про ходит через пол ризатор 3 и под уг лом cL направл етс на границу разд ла двух сред рефрактометрического блока, который выполнен, например, в виде стекл нной полусферы 4 с плоско-вогнутыми линзами 5 и кюветы с жидкостью б. Отраженный от границ сред 4 и б световой поток проходит первый магнито-оптический модул тор 7 состо ни пол ризации, возбуждаемый переменным электрическим током частоты ( , четвертьволновую пласти ку 8, одна из главных осей которой посто нно совпадает с плоскостью пропускани пол ризатора 3, второй магнито-оптический модул тор 9, воз буждаемый переменным электрическим током частоты А, анализатор 10, плоскость пропускани которого посто нно составл ет пр мой угол с плоскостью пропускани пол ризатора 3, и воспринимаетс фотоприемником Если угол падени света меньше критического (об ot кр ) то в результате эффектов поворота плоскости пол ризации при отражении и, небольших вынужденных колебаний параметра ориентации осей эллипса пол ризации (в данном случае плоскости линейной пол ризации) модул тором 7 переменна составл юща сигнала фотоприемника 11 по частоте и по форме будет такой же, как частота и форма возбуждени модул тора 7 (см.точку а на фиг.2). в спектре сигнала фотоприемника 11 пропадает перва гармоника частоты возбуждени модул тора (см.точку 6, фиг.2). Если угол падени света л (/icp, то в результате изменени разности фаз между p-U5 - составл ющими при отражении и небольших вынужденных колебаний параметра разности фаз с помощью пластинки 8 и модул тора 9 переменна составл юща сигнала фотоприемника 11 по частоте и по форме будет такой же, как частота и форма возбуждени модул тора 9 (см.точкуа на фиг.З). ИриаСоСср в спектре сигнала фотоприемника 11 пропадает перва гармоника частоты возбуждени модул тора 9 (см.точку в фиг.З). Таким образом, при углах падени « cLf:p в спектре сигнала фотоприемника 11 присутствуют переменные составл ющие первых гармоник либо частоты возбуждени модул тора 7, либо частоты возбуждени модул тора 9 и только при di d ff переменные составл ющие первых гармоник частот возбуждени модул торов 7 и 9 исчезают. Поэтому дл определени dLff. измен ют угол падени пучка света di с помощью реверсивного двигател 12 до положени , при котором в спектре сигнала фотоприемника 11 исчезнут первые гармоники частот модул ции параметров пол ризации света. Наиболее просто критический угол определ ют, если в процессе определени критического угла модул торы 7и 9 возбуждают токами одной частоты , но таким образом,чтобы модул ци параметров пол ризации (ориентации осей и разности фаз Г ) происходила в противофазе (см.фиг.З). 8этом случае информаци о величине и направлении отклонени угла падени от критического заключена в величине и фазе первой гармоники переменной составл ющей частоты возбуждени модул торов 7 и 9. Дл автоматического поиска критического угла реверсивный двигатель 12 подсоедин етс к усилителю мощности 13, на вход которого подаетс переменна составл юща сигнала фотоприемника 11 . Способ позвол ет автоматизировать процесс точного определени критического угла при полном внутреннем отражении. формула изобретени Способ определени критического угла полного внутреннего отражени света, осуществл емый посредством модул ции азимута линейно пол ризованного падающего на границу раздела сред света, изменени угла падени и анализа отраженного света, отличающийс тем, что, с целью повышени точности, одновременно с изменени ми угла падени

линейно-пол ризованного с посто нным азимутом пол ризации пучка света непрерывно молулируют на одной частоте, но в противофаэе, параметр направлени пол ризации и параметр разности фаз отраженного пучка света а изменение угла падени света производ т до положени , при котором в спектре электрического сигна4409А

ла отсутствует перва гармоника часто ты модул ции параметров пол ризации света.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 5 385207, кл.С 01 N 21/46, 1972.

2, Авторское свидетельство СССР 498535, кл.С 01 N 21/46, 1975.

f

fUi. i

Иг