SU947637A1 - Устройство дл измерени коэффициента отражени плоской поверхности образцов - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения отражения плоской поверхности образцов и может быть использовано для определения угловой зависимости коэффициента отражения различных материалов при проведении научных исследований,а также в производстве при контроле качества оптических поверхностей, покрытий, пленок.

* ' Известно устройство для измерения коэффициента отражения, содержащее источник и приемник излучения и реализующее принцип сравнения коэффициентов отражения исследуемого образца и эталона £1].

Недостатком известного устройства является низкая точность измерений, обусловленная малой чувствительностью устройства, а также сложность-определения угловой зависимости коэффициента отражения образцов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство для измерения коэффициента отражения плоской поверхности образцов, содержащее источник излучения, площадку, предназначенную для размещения образца в ходе лучей от источника, приемник излучения и подключенный к с нему электронный блок обработки сигналов.

В данном устройстве измерительный сигнал формируется при последовательном отражении излучения от 10 ряда расположенных параллельно друг другу образцов [2J.

Недостатком этого устройства является сравнительно низкая точность измерений, обусловленная неодинаковостью свойств одновременно исследуемых образцов, а также малым числом отражений излучения пт их поверхностей.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено плоским полупрозрачным зеркалом, установленным неподвихто перед площадкой в ходе лучей от источника перпендикулярно его оптической оси, платформой с расположенным на ней вторым плоским полупрозрачным зеркалом, выполненной с возможностью поворота вокруг оси, пересекающей оптическую ось' источника под прямым углом, площадка выполняется с возможностью поворота вокруг оси, совпадающей с осью поворота платформы и проходящей через плоскую поверхность размещаемого на площадке образца, приемник излучения установлен на платформе, которая совместно с площадкой ориентирована так, что полупрозрачные зеркала Фбразуют резонатор интерферометра Фабри-Перро.

На чертеже приведена принципиальная схема одного из возможных вариантов устройства для измерения коэффициента отражения плоской поверхности образцов.

Устройство содержит источник 1 излучения, например, в виде лазера, плоское полупрозрачное зеркало 2, площадку 3, предназначенную для размещения образца 4, платформу 5 с .расположенным на ней плоским полупрозрачным зеркалом б, приемник 7 излучения, электронный блок 8 обработки сигналов, приводы 9 и 10 поворота, датчики 11 и 12 поворота, приводы 13.

Зеркало 2 установлено неподвижно перед площадкой 3 в ходе лучей от источника 1 перпендикулярно его оптической оси.

Зеркало б и приемник 7 излучения установлены на платформе 5.

Площадка 3 и платформа 5 выполнены с возможностью поворота вокруг оси, пересекающей оптическую ось источника 1 под прямым углом-и проходящей через плоскую поверхность размещаемого на площадке 3 образца 4.

Площадка 3 и платформа 5 ориентированы так, что зеркала 2 и 6 совместно с плоской поверхностью образца 4 образуют резонатор интерферомет;ра Фабри-Перро.

Приемник 7 излучения подключен к электронному блоку 8 обработки сигналов, который электрически связан с приводами 9, 10 и 13 и датчиками 11 и 12.

Привод 9 и датчик 11 связаны с площадкой 3, привод 10 и датчик 12 связаны с платформой 5, приводы 13 связаны с зеркалом 6.

Устройство работает следующим образом. \

Излучение от источника 1 проходит полупрозрачное зеркало 2, падает на плоскую поверхность образца 4 под углом ΰΐ и после отражения от нее поступает на полупрозрачное зеркало 6. В результате многократного отражения излучения от зеркал 2 и б и плоской поверхности образца 4, образующих резбнатор интерферометра Фабри-Перро, на входе приемника 7 формируется многолучевая интерференционная картина. Зеркало б устанавливают в положение, при котором сигнал j с приемника 7 принимает максимальное значение. Величина этого сигнала однозначно связана с угловым коэффициентом отражения плоской поверхности образца 4.

Перед началом измерений платформу 5 устанавливают в положение, при котором зеркала .2 и 6 располагаются параллельно друг другу (на чертеже показано пунктиром) и регистрируют величину сигнала 3₀ при отсутствии измеряемого образца.

Угловой коэффициент р д отраже- ’ ния плоской поверхности образца 4 для длины волны Л используемого излучения определяют по формуле где р - коэффициент отражения зеркал 2 и б.

Устройство позволяет проводить измерения и путем сравнения с эталоном. В этом случае коэффициент отражения определяют по формуле

где З_э - величина сигнала с приемника 7 при установке на площадку 3 эталона;

- коэффициент отражения эталона при угле сС падения излучения и длине волны Л .

Устройство позволяет проводить измерения также и в автоматическом режиме. При этом электронный блок 8 обрагботки сигналов, используя поступающую в него информацию с датчиков 11 и 12 и приемника 7, управляет работой приводов 9, 10 и 13, которые ориентируют элементы устройства требуемйм образом.

Устройство позволяет проводить измерения как в видимой, так и в инфракрасной области спектра.

Снабжение известного устройства платформой и двумя полупрозрачными зеркалами повышает чувствительность, а следовательно, и точность измерения за счет многократного отражения излучения от плоской поверхности измеряемого образца.

Claims (1)

1. выполн етс  с возможностью поворота вокруг оси, совпадающей с осью поворота платформы и проход тей через плоскую поверхность размещаемого на площадке образца, приемник излучени  установлен на платформе, кото ра  совместно с площадкой ориентирована так, что полупрозрачные зерк ла йбразуют резонатор интерферометра Фабри-Перро. На чертеже приведена принципиаль на  схема одного из возможн ых вариантов устройства дл  измерени  коэф фициента отрешени  плоской поверхности образцов. Устройство содержит источник 1 излучени , например., в виде лазера, плоское полупрозрачное зеркало 2, площадку 3, предназначенную дл  раз мещени  образца 4, платформу 5 с .ра положенным на ней плоским полупрозрачным зеркалом б, приемник 7 излучени , электронный блок 8 обработки сигналов, приводы 9 и 10 позорота , датчики 11 и 12 поворота, приводы 13. Зеркало 2 установлено неподвижно перед площадкой 3 в ходе лучей от источника 1 перпендикул рно его оптической оси. Зеркало б и приемник 7 излучени  установлены на платформе 5. Площадка. 3 и платформа 5 выполнены с возмоу ностью поворота вокруг оси, пересекающей оптическую ось ис точника 1 под пр мым углом-и проход щей через плоскую поверхность раз мещаемого на пло 11;адке 3 образца 4. Площадка 3 и платформа 5 ориенти рованы так, что зеркала 2 и б совместно с плоской поверхностью образ ца 4 образуют резонатор интерфероме ра Фабри-Перро. Приемник 7 излучени  подключен к электронному блоку 8 обработки сигналов , который электрически св зан с приводами 9, 10 и 13 и датчиками 11 и 12. Привод 9 и датчик 11 св заны с площадкой 3, привод 10 и датчик 12 св заны с платформой 5, приводы 13 св заны с зеркалом б. Устройство работает следующим об разом. Излучение от источника 1 проходи полупрозрачное зеркало 2, падает на плоскую поверхность образца 4 под углом d и после отражени  от нее поступает на полупрозрачное зеркало б. В результате многократного отражени  излучени  от зеркал 2 и б и плоской поверхности образца 4, образующих резбнатор интерферометра Фабри-Перро, на входе приемника 7 формируетс  многолучева  интерференционна  картина. Зеркало б устанавливают в положение, при котором сигнал J с приемника 7 принимает максимальное значение. Величина этого сигнала однозначно св зана с угловым коэффициентом отражени  плоской поверхности образца 4. Перед началом измерений платформу 5 устанавливают в положе ше, при котором зерксша .2 и б располагаютс  параллельно друг другу (на чертеже показано пунктиром и регистрируют величину сигнала Зд при отсу«пствии измер емого обраида. Угловой коэффициент / д of отражени  плоской поверхности образца 4 дл  длины волны Л используемого излучени  определ ют по формуле Р -d. liLfol ,d р р 1 . где f - коэффициент отражени  зеркал 2 и 6. Устройство позвол ет проводить измерени  и путем сравнени  с эталоном. В этом случае коэффициент отражени  определ ют по формуле й) где 3, величина сигнала с приемника 7 при установке на площадку 3 эталона; коэффициент отражени  эталона при угле d падени  излуче-ни  и длине волны Л . Устройство позвол ет проводить измерени  также и в автоматическом режиме . При этом электронный блок 8 обрагботки сигнсшов, использу  поступающую в него информацию с датчиков 11 и 12 и приемника 7, управл ет работой приводов 9, 10 и 13, которые ориентируют элементы устройства требуемйм образом. Устройство позвол ет проводить измерени  как в видимой, так и в инфракрасной области спектра. Снабжение известного устройства платформой и двум  полупрозрачными зеркалами повышает чувствительность, а следовательно, и точность измерени  за счет многократного отражени  излучени  от плоской поверх юсти измер емого образца. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  коэффииента отражени  плоской поверхноси образцов, содержащее источник злучени , площадку, предназначеную дл  размещени  образца в ходе учей от источника, приемник излуени  и подключенный к нему электроный блок отработки сигналов, о т