SU817546A1 - Differential method of measuring refraction index - Google Patents

Differential method of measuring refraction index Download PDF

Info

Publication number
SU817546A1
SU817546A1 SU762337316A SU2337316A SU817546A1 SU 817546 A1 SU817546 A1 SU 817546A1 SU 762337316 A SU762337316 A SU 762337316A SU 2337316 A SU2337316 A SU 2337316A SU 817546 A1 SU817546 A1 SU 817546A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
micrometer
sample
prism
collimator
prism block
Prior art date
Application number
SU762337316A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Александрович Степин
Original Assignee
Предприятие П/Я Р-6681
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 Р-6681 filed Critical Предприятие П/Я Р-6681
Priority to SU762337316A priority Critical patent/SU817546A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU817546A1 publication Critical patent/SU817546A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

Изобретение относится к оптикомеханическому приборостроению и может быть использовано при изменении оптических констант материалов. _.The invention relates to optical mechanical instrumentation and can be used when changing the optical constants of materials. _.

Известны дифференциальные.метода э измерения показателей преломления, основанные на фотографировании спектра, построенного лучами, прошедшими через эталонную и измеряемую приз- f мы [1]. 10 Differential methods are known for measuring refractive indices based on photographing a spectrum constructed by rays passing through a reference and measured prism f [1]. 10

Недостатком таких методов является чрезвычайная длительность измерений.The disadvantage of such methods is the extreme duration of the measurements.

Наиболее близким техническим решением является дифференциальный спо- 15 соб измерения показателя преломления путем измерения разности показателей преломления склеенных в единый призменный блок образца и эталона нониальным сомещением изображений опорных 20 линий в их спектрах φ помощью зеркального микрометра.The closest technical solution is the differential method for measuring the refractive index by measuring the difference in the refractive indices of the images of the reference 20 lines in their spectra φ glued into a single prism block of the sample and the standard using a mirror micrometer.

Сущность этого способ заключается в следующем.The essence of this method is as follows.

Из коллиматора параллельный пучок *5 направляют на входную грань призмен- . ного блока, состоящего из эталона и образца, причем каждую из призм с сопряженной с ней половиной щели перекрывают с частотой, превышающей вре-30 менную разрешающую способность прит. емно-регистрирующей системы. В результате этого в поле зрения зрительной ' трубы получают расположенные друг над другом спектры источника, построенные лучами, прошедшими через эталон и образец. Перемещением в ту или . другую сторону (в зависимости от знака измеряемой разности показателей преломления образца и ’эталона)·подвижной части зеркального микрометра нониально совмещают изображения одной и той же линии в спектрах эталона и образца. По величине и направлению перемещения микрометра определяют знак и величину искомой разности. Диапазон измерений зависит от длины хода подвижной части микрометра в каждую сторону от нулевого положения и угла отклонения лучей его элементами. Точность измерений, в свою очередь, зависит от угла отклонения лучей элементами микрометра [2].From the collimator, a parallel beam * 5 is directed to the input face of the prism. block, consisting of a standard and a sample, each of the prisms with the half of the slit conjugated with it overlapping with a frequency exceeding the time resolution of pr. volume recording system. As a result of this, in the field of view of the telescope, spectra of the source located above each other are obtained, constructed by beams passing through the standard and the sample. Moving to this or that. the other side (depending on the sign of the measured difference in the refractive indices of the sample and the ’reference) · the moving part of the mirror micrometer is non-uniformly combined with images of the same line in the spectra of the reference and the sample. The magnitude and direction of movement of the micrometer determine the sign and magnitude of the desired difference. The measurement range depends on the stroke length of the moving part of the micrometer in each direction from the zero position and the angle of deviation of the rays by its elements. The measurement accuracy, in turn, depends on the angle of deviation of the rays by the elements of the micrometer [2].

Недостатком известного способа измерений является невозможность увеличения диапазона измерений без увеличения габаритов прибора или без ухудшения точности измерений.A disadvantage of the known measurement method is the impossibility of increasing the measurement range without increasing the dimensions of the device or without compromising the accuracy of the measurements.

Цель изобретения — увеличение диапазона измерений показателей преВ17546 ломления без увеличения габаритов прибора.The purpose of the invention is the increase in the measuring range of indicators preB17546 fracture without increasing the dimensions of the device.

Поставленная цель достигается тем, что призменный блок поворачивают к · «рллиматору рабочими гранями поочередно, сохраняя положение его преломляющего угла, при этом по перемещению подвижной части микрометра до совмещения изображений опорных линий определяют абсолютное значение показателя преломления, а знак показателя преломления определяют по положе- tO нию призменного блока.This goal is achieved by the fact that the prism block is rotated to the «’ rimator by the working faces in turn, preserving the position of its refracting angle, while the absolute value of the refractive index is determined by moving the moving part of the micrometer to align the images of the reference lines, and the sign of the refractive index is determined by the position tO prism block.

На чертеже схематически изображен рефрактометр, реализующий предлагаемый способ.The drawing schematically shows a refractometer that implements the proposed method.

Устройство состоит из коллиматора 15 1, включающего источник 2 света, конденсатор 3, щель 4 й объектив 5, эталона б и образца 7, склеенных в еди-- ‘ный призменный блок,объектива 8 камерной части,неподвижной части микромет- 20 оа,включающей зеркала 9,10 и 11,подвижной части микрометра,включающей зеркала 12,13 и 14,шкалы 15,жестко связанной с подвижной частью микрометра, отсчетного индекса 16,окуляра __ 17. и экранов 18. 23 The device consists of a collimator 15 1, including a light source 2, a capacitor 3, a slit of the 4th lens 5, standard b and sample 7, glued into a single prism block, an objective 8 of the camera part, a fixed part of the micrometer-20 оа, including mirrors 9.10 and 11, the moving part of the micrometer, including mirrors 12.13 and 14, scale 15, rigidly connected with the moving part of the micrometer, the reading index 16, the eyepiece __ 17. and the screens 18. 23

Источником 2 света(линейчатого спектра) через конденсатор 3 освещают щель 4, расположенную в фокальной плоскости объектива 5 коллиматора 1. Из коллиматора параллельный пучок 30 попадает на призменный блок, состоящий из эталона 6 и образца 7. Диспергированный призмами свет попадает в камерный объектив 8, который строит изображения двух спектров в фокаль- 35 ной плоскости окуляра 17. Для того, ^чтобы спектры не перекрывали друг друга по высоте, экраны 18 вращаются с частотой, превышающей временную разрешающую способность глаза, перекрывают поочередно верхнюю и нижнюю половины щели 4 и призшя б и 7 эталон и образцы. Окна в экранах расположены так, что свет, идущий через верхнюю половину щели, проходит только через нижнюю призму, а свет, 45 идущий через нижнюю половину щели, только через верхнюю призму.A light source 2 (line spectrum) through the capacitor 3 illuminates the slit 4 located in the focal plane of the lens 5 of the collimator 1. From the collimator, a parallel beam 30 enters the prism block, consisting of standard 6 and sample 7. The light dispersed by the prisms enters the camera lens 8, which constructs images of two spectra in the focal plane of the eyepiece 17. In order to prevent the spectra from overlapping each other in height, the screens 18 rotate with a frequency exceeding the temporal resolution of the eye, overlap one by one of the upper and lower half of the slit 4 and prizshya b and 7 and reference samples. The windows in the screens are located so that the light coming through the upper half of the slit passes only through the lower prism, and the light 45 coming through the lower half of the slit only through the upper prism.

призменного блока в процессе перемещения микрометра может быть либо увеличение, либо уменьшение расстояния между изображениями опорной линии в спектрах эталона и образца.the prism unit in the process of moving the micrometer can either increase or decrease the distance between the images of the reference line in the spectra of the standard and the sample.

В результате описанных действий . определяют при каком из положений призменного блока указанное расстояние между изображениями опорной спектральной линии уменьшается, и при этом положении, перемещением подвижной части микрометра, нониалько совмещают изображения этой линии. По шкале 15 микрометра снимают величину перемещения микрометра и определяют по ней абсолютное значение разности показателей преломления образца’ и' эталона для длины волны, соотвествующей спектральной линии, а знак этой разности определяют по направлению смещения спектра эталона при движении, подвижной части микрометра от нулевого положения. Если спектр эталона смещается в направлении от ребра преломляющего угла призменного блока к его основанию, то показатель преломления образца больше показателя преломления эталона, и, следовательно, измеренная разность имеет положительное значение, а если спектр эталона смещается в противоположном направлении, то измеренная разность имеет отрицательное значение.As a result of the described actions. determine at which position of the prism block the indicated distance between the images of the reference spectral line decreases, and at this position, by moving the moving part of the micrometer, the nonialco combine the images of this line. On a scale of 15 micrometers, the displacement of the micrometer is taken and the absolute value of the difference between the refractive indices of the sample ’and the reference is determined for it for a wavelength corresponding to the spectral line, and the sign of this difference is determined by the direction of the shift of the spectrum of the reference when moving the moving part of the micrometer from the zero position. If the spectrum of the standard is shifted in the direction from the edge of the refracting angle of the prism block to its base, then the refractive index of the sample is greater than the refractive index of the standard, and therefore the measured difference is positive, and if the spectrum of the standard is shifted in the opposite direction, then the measured difference has a negative value .

Предлагаемый способ позволяет, перемещением подвижной части микрометра в одну и ту же сторону, измерять и положительную, и отрицательную разность показателей преломления образца и эталона, т.е. не увеличивая габариты рефрактометра, можно измерять вдвое большие разности показателей преломления.The proposed method allows, by moving the movable part of the micrometer in the same direction, to measure both the positive and negative difference in the refractive indices of the sample and the standard, i.e. without increasing the dimensions of the refractometer, it is possible to measure twice as large differences in refractive indices.

Claims (2)

Изобретение относитс  к оптикомеханическому приборостроению и мо жет быть использовано при изменении оптических констант материалов. Известны дифференциальные.метода измерени  показателей преломлени , основанные на фотографировании.спект ра, построенного лучами, прошедшими через эталонную и измер емую призмы 1 . Недостатком таких методов  вл етс  чрезвычайна  длительность измерений . Наиболее близким техническим решением  вл етс  дифференциальный спо соб измерени  показател  преломлени  путем измерени  разности показателей преломлени  склеенных в единый призменный блок образца и эталона нониал ным сомещением изображений опорных линий в их спектрах помощью зеркального микрометра. . Сущность этого способ заключаетс  в следующем. Из коллиматора параллельный пучок направл ют иа входную грань призменного блока, состо щего из эталона и образца, причем каждую из призм с сопр женной с ней половиной щели перекрывают с частотой, превышающей вр менную разрешающую способность при-. емно-регистрирующей системы. В результате этого в поле зрени  зрительной трубы получают расположенные друг над другом спектры источника, построенные лучами, прошедшими через эталон и образец. Перемещением в ту или . другую сторону (в зависимости от знака измер емой разности показателей преломлени  образца и эталона) подвижной части зеркгшьного микрометра нониально совмещают изображени  одной и той же линии в спектрах эталона и образца. По величине и направлению перемещени  микрометра определ ют знак и величину искомой разности . Диапазон измерений зависит от длины хода подвижной части микрометра в каждую сторону от нулевого положени  и угла отклонени  лучей его элементами . Точность измерений, в свою очередь, зависит от угла отклонени  ЛУчей элементами микрометра The invention relates to optomechanical instrument making and can be used when changing the optical constants of materials. Differential measurement methods of refractive indices are known based on photographing an aspect constructed by rays passing through a reference and measured prisms 1. The disadvantage of such methods is the extreme measurement duration. The closest technical solution is the differential method of measuring the refractive index by measuring the difference between the refractive indices glued together in a single prism block of the sample and the reference with the analog line of images of reference lines in their spectra using a mirror micrometer. . The essence of this method is as follows. From the collimator, a parallel beam directs the input face of the prism block consisting of a standard and a sample, with each of the prisms with the half of the slit adjoining it with a frequency exceeding the time resolution of the prism. memory recording system. As a result, in the visual field of the telescope, the spectra of the source located above each other, constructed by the rays passing through the standard and the sample, are obtained. Moving to this or that. the other side (depending on the sign of the measured difference between the refractive indices of the sample and the reference) of the moving part of the earpiece micrometer nonionally combines the images of the same line in the spectra of the reference and the sample. The magnitude and direction of movement of the micrometer determines the sign and magnitude of the desired difference. The range of measurements depends on the stroke length of the moving part of the micrometer in each direction from the zero position and the angle of deflection of the rays by its elements. The accuracy of the measurements, in turn, depends on the angle of deflection of the ray by the micrometer elements 2. Недостатком известного способа измерений  вл етс  невозможность увеличени  диапазона измерений без увеличени  габаритов прибора или без ухудшени  точности измерений. Цель изобретени  - увеличение диапазона измерений показателей преломлени  без увеличени  габаритов прибора. Поставленна  цель достигаетс  тем что призменный блок поворачивают.к коллиматору рабочими гран ми поочередно , сохран   положение его прелом л ющего угла, при этом по перемещению подвижной части микрометра до совмещени  изображений опорных линий определ ют абсолютное значение показател  преломлени , а знак показател  преломлени  определ ют по положению призменного блока. На чертеже схематически изображен рефрактометр, реализующий предлагаеМЕ 1й способ. Устройство состоит из коллиматрра 1, включающего источник 2 света, кон денсатор 3, щель 4 и объектив 5, эта лона б и образца 7, склеенных в еди ный призменный блок,объектива 8 каме ной части,неподвижной части микромет оа,включающей зеркала 9,10 и 11,подвижной части микрометра,включакщей зеркала 12,13 и 14,шкалы 15,жестко св занной с подвижной частью микрометра , отсчетного индекса 16,окул ра 17 и экранов 18. Источником 2 света(линейчатого спектра) через конденсатор 3 освещают щель 4, расположенную в фокальной плоскости объектива 5 коллиматора 1. Из коллиматора параллельный пучок попадает на призменный блок, состо щий из эталона б и образца 7. Диспергированный призмами свет попадает в камерный объектив 8, который строи изображени  двух спектров в фокальной плоскости окул ра 17. Дл  того, чтобы спектры не перекрывали друг друга по высоте, экраны 18 вращаютс  с частотой, превЕИиающей временную разрешающую способность глаза, перек рывают поочередно верхнюю и нижнюю половины щели 4 и призкб  б и 7 эталон и образцы. Окна в экранах расположены так, что свет, идущий через верхнюю половину щели, проходит только через нижнюю призму, а свет, идущий через нижнюю половину «цели, только через верхнюю призму. Способ осуществл ют следующим образом . , Призменный блок поворачивгиот к коллиматору рабочими гран ми поочередно , сохран   расположение его прё-ломл ющего угла. При положении А, когда к коллиматору обргицена катетна  грань призменного блока, эталон б находитс  сверху, а при положении Б, когда к коллиматору обращена гипотенузна  грань призменного блока, сверху расположен образец 7. При каждом из положений призменного блока (Аи Б) перемещают подвижную часть оптического микрометра (зеркала 12, 13 и 14) в сторону увеличени  отсчета, наличие с нулевого положени . При каждом положении (А и Б призменного блока в процессе перемещени  микрометра может быть либо увеличение, либо уменьшение рассто ни  между изображени ми опорной лини в спектрах эталона и образца. В результате описанных действий . определ ют при каком из положений призменного блока указанное рассто ние между изображени ми опорной спектральной линии уменьшаетс , и при этом положении,, перемещением подвижной части микрометра, нониалько совмещают изображени  этой линии. По шкапе 15 микрометра снимают величину перемещени  микрометра и определ ют по ней абсолютное значение разности показателей преломлени  образца и эталона дл  длины волны, соотвествующей спектральной линии, а знак этой разности определ ют по направлению смещени  спектра эталона при движении, подвижной части микрометра от нулевого положени . Если спектр эталона смещаетс  в направлении от ребра преломл кнцего угла призменного блока к его основанию, то показатель преломлени  образца больше показател  преломлени  эталона , и, следовательно, измеренна  разность имеет положительное значение, а если спектр эталона смещаетс  в противоположном направлении, то измеренна  разность имеет отрицательное значение. Предлагаемый способ позвол ет, перемещением подвижной- части микрометра в одну и ту же сторону, измер ть и положительную, и отрицательную разность показателей преломлени  образца и эталона, т.е. не увеличива  габариты рефрактометра, можно измер ть вдвое большие разности показателей преломлени . Формула изобретени  Дифференциальный способ измереи  показател  преломлени  путем изерени  разности показателей преломени  склеенных в единый призменный блок образца и эталона нониальным совмещением изображений опорных линий в их спектрах с. помощью зеркального микрометра,о т л и ч а ю щ и и   тем,.что, с целью увеличени  иапазона измерений без увеличени  габаритов прибора, призменный блок оворачивают к коллиматору рабочими гран ми поочередно, сохран   положение его преломл ющего угла, при этом о перемещению подвижной части микометра до совмещени  изображений опорных линий определ ют абсолютное значение показател  преломлени , а2. A disadvantage of the known measurement method is the impossibility of increasing the measurement range without increasing the size of the instrument or without impairing the measurement accuracy. The purpose of the invention is to increase the measurement range of the refractive indices without increasing the size of the instrument. The goal is achieved by turning the prism block to the collimator by working faces alternately, maintaining its position by the deflection angle, while the absolute value of the refractive index is determined by the movement of the moving part of the micrometer before aligning the reference line images, and the sign of the refractive index is determined by the position of the prism block. The drawing shows a schematic of a refractometer that implements the method I the 1st method. The device consists of the collimator 1, which includes the light source 2, the capacitor 3, the slit 4 and the lens 5, this b and sample 7, glued into a single prism unit, the lens 8 of the stone part, the fixed part of the micrometer, including mirrors 9, 10 and 11, of the movable part of the micrometer, the switching mirror 12,13 and 14, the scale 15, rigidly connected with the movable part of the micrometer, the reference index 16, the ocular 17 and the shields 18. Light source (line spectrum) is illuminated through a capacitor 3 4, located in the focal plane of the lens 5 of the collimator 1. Of the collimator and a parallel beam hits a prism block consisting of reference b and sample 7. Dispersed light prisms enter the chamber lens 8, which builds two spectra images in the focal plane of the ocular 17. To ensure that the spectra do not overlap each other in height, The screens 18 rotate with a frequency that exceeds the temporal resolution of the eye, alternately alternating between the upper and lower halves of the slit 4 and the patterns B and 7, the standard and samples. The windows in the screens are arranged so that the light going through the upper half of the slit passes only through the lower prism, and the light going through the lower half of the target, only through the upper prism. The method is carried out as follows. The prism block is rotated to the collimator by working edges alternately, preserving the location of its overlapping angle. At position A, when the reference face of the prism block is attached to the collimator of the obgric block, the standard B is at the top, and at position B, when the hypotenuse of the prism block is turned to the collimator, sample 7 is located at the top. At each of the positions of the prism block (Ai B) optical micrometer (mirrors 12, 13 and 14) in the direction of increasing the count, the presence of a zero position. At each position (A and B of the prism block in the process of moving the micrometer, there can be either an increase or a decrease in the distance between the images of the reference line in the spectra of the sample and the sample. As a result of the described actions, it is determined at which of the positions of the prism block the specified distance between images of the reference spectral line are reduced, and at this position, by moving the movable part of the micrometer, they directly align the images of this line. On the 15 micrometer scale, the amount of movement of the micrometer is removed and the absolute value of the difference between the refractive indices of the sample and the reference for the wavelength corresponding to the spectral line is limited, and the sign of this difference is determined by the direction of displacement of the reference spectrum during movement of the moving part of the micrometer from the zero position. the prism block angle to its base, then the refractive index of the sample is greater than the refractive index of the standard, and, therefore, the measured difference has a positive value, and if Since the reference pattern shifts in the opposite direction, the measured difference has a negative value. The proposed method allows, by moving the movable part of a micrometer in the same direction, to measure both positive and negative differences between the refractive indices of the sample and the reference, i.e. without increasing the dimensions of the refractometer, it is possible to measure twice the refractive index difference. The invention The differential method of measuring the refractive index by measuring the difference in the refractive indices glued together in a single prism block of the sample and the reference by the nonial alignment of the images of the reference lines in their spectra c. using a mirror micrometer, and that, in order to increase the measurement range without increasing the size of the device, the prism unit is turned to the collimator with working faces alternately, maintaining the position of its refractive angle, while moving The absolute part of the micometer determines the absolute value of the refractive index, and 5817546458175464 ;3нак показател  преломлени  опреде- i ,л к.. по положению призменного .- аЗбвО Г Г 5ГГП/4бГ 969; 3nak refractive index defined i, l to .. according to the position of the prism .- aZbvO G G 5GGP / 4bG 969 источники информации, 32649Г°кГ°1 sources of information, 32649G ° kG ° 1 прин тые во .внимание при экспертизе (прототиА) taken into consideration during examination (prototype) «"
SU762337316A 1976-03-22 1976-03-22 Differential method of measuring refraction index SU817546A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762337316A SU817546A1 (en) 1976-03-22 1976-03-22 Differential method of measuring refraction index

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762337316A SU817546A1 (en) 1976-03-22 1976-03-22 Differential method of measuring refraction index

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU817546A1 true SU817546A1 (en) 1981-03-30

Family

ID=20653260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU762337316A SU817546A1 (en) 1976-03-22 1976-03-22 Differential method of measuring refraction index

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU817546A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2038914A (en) Optical system for observing displacement or deflection in connection with measuring instruments
US4213701A (en) Lens testing apparatus and method
US3561876A (en) Detecting and measuring apparatus using polarization interferometry
SU817546A1 (en) Differential method of measuring refraction index
US3554653A (en) Autocollimator
US1682572A (en) Optical instrument
US3712737A (en) Telescopic optical instrument
US3347130A (en) Optical measuring instruments
US1754872A (en) Theodolite and other angle measuring instruments
US1524089A (en) Measuring device
US1502223A (en) Theodolite, spectroscope, and the like
US3375754A (en) Lens testing autocollimator
US3519337A (en) Internal reading means,chiefly for ophthalmometers
US1523528A (en) Instrument for measuring the curvatures of the cornea
US2195168A (en) Method and apparatus for measuring spectrograms
DE1099185B (en) Interference ruler
SU531069A1 (en) Co-incident Refractometer
SU802854A1 (en) Shadow device
SU591791A1 (en) Telescope guiding and focusing systems
SU693109A1 (en) Device for checking prism angle
SU292104A1 (en) DIFFERENTIAL REFRACTOMETER
Rao Spectrographic technique for determining refractive indices
RU2036422C1 (en) Goniometer
SU565235A2 (en) Differential refractometer
SU326493A1 (en) DIFFERENTIAL METHOD OF MEASUREMENT OF REFRACTIVE INDICATORS