Устройство для измерения показателя поглощения инфракрасного лазерного излучения в прозрачных материалах Советский патент 1986 года по МПК G01N21/55 

о со

я

Изобретение относится к облает.и отометрического анализа материалов может быть использовано для контоля качества оптически изотропных высокопрозрачных материалов, таких как кристаллы кубической сингонии, стекла, керамики,- а также при производстве оптических элементов из этих материалов,например элементов силовой оптики..

Известно устройство для измерения показателя поглощения прозрачных материашов, основанное на лазерной калориметрии Р

Показатель поглощения измеряют по приращению поверхностной температуры образца при просвечивании его вдоль оси симметрии лазерным пучком в течение продолжительного времени..

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения показателя поглощения инфракрасного лазерного излучения в прозрачных материалах . содержащее инфракрасный лазер, последовательно установленные по ходу луча фокусирующую оптику, предмет-. ный столик, фотоэлектрический полярископ с осветителем и приемником.

Недостаток этого устройства состоит в том, что он не позволяет измерять показатель поглощения в плоских образцах большого диаметра. В кристаллах и стеклах с небольшой теплопроводностью предельный, диаметр пластин ограничен размерами в 50-60 мм.

Целью изобретения является повышение точности измерений крупногабаритных плоских образцов.

Поставленная цель достигается тем,что в известном устройстве для измерения показателя поглощения инфракрасного лазерного излучения в прозрачных материалах, содержащем инфракрасный лазер, последовательно установленные по ходу луча фокусирующую оптику, предметный столик, фотоэлектрический полярископ с осветителем и приемником перед предметным столиком введена система из двух неподбижных и одного подвижного плоских зеркал для коммутации лазерного луча в двух перпендикулярных направлениях относЛельно предметного столика, а фотоэлектрический полярископ установлен на консоли с возможностью поворота относительно предметного столика.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.

Устройство состоит из инфракрасного лазера 1 с непрерывной генерацией излучения (мощность лазера может варьироваться от нескольких ватт до десятка ватт), фокусирующей оптики 2, плоского зеркала 3, установленного с возможностью поворота относительно двух других плоских зеркал 4 и 5, направляющих лазерное излучение на прозрачный плоский об- разец 6, расположенный на предметном столике 7. Устройство снабжено фотр5 электрическим полярископом содержащим осветитель 8, циркулярный поляризатор 9, вращающийся анализатор 10 и приемник 11, установленные на консоли 12с возможностью поворота

0 относительно предметного столика 7 с образцом.

Устройство работает следующим образом.

При одной коммутации-плоского зеркала 3 лазерный луч направляется к плоскому зеркалу 5 перпендикулярно :поверхности образца, расположенному |на предметном столике 7. I В результате локального нагрева

в образце возникают термоупругие напряжения, которые приводят к появлению двулучепреломления.Эти термоупругие напряжения линейно связаны с измеряемьм показателем поглощения . Наведенное двулучепреломление

регистрируется с помощью фотоэлектрического полярископа, в котором многохроматизированное излучение от осветителя 8 проходит через циркулярный поляризатор 9, и далее нормально к рабочей поверхности образца 6 через вращакнцийся анализатрр 10 и регистрируется приемником 11, проколиброванном в единицах показателя поглощения. При другой коммутации плоского зерка

5 ла 3 лазерный луч через плоское зеркало 4 проходит через боковые торцы плоского образца 6 параллельно рабочей поверхности образца.С помощью фотоэлектрического полярископа проводят аналогичные измерения показателя поглощения,в котором отсутствует составляющая, обусловленная состоянием рабочей поверхности образца.

По результатам двух измерений пока зателя поглощения путем вычитания определяют вклад поверхностного поглощения в общий натуральный показатель объемного поглощения.

Для контроля структурных несовершенств крупногабаритных образцов, обусловливающих изменение показателя поглощения , фотоэлектрический полярископ устанавливают на консоли с возможностью перемещения (до 15 мм) от места воздействия лазерного луча на рабочую поверхность образца. Ось консоли перпендикулярна рабочей поверхности образца и соответственно предметного столика.

При большом радиусе поворота механической оси консоли отклонение трал

ектории перемещения от/прямой не значительно и поэтому не вносит заметных погрешностей в результаты измерений.

Данное устройство позволяет измерять показтели поглощения плоских образцов например, кристаллов КРС-5, KPC-6.JlaCl,KCt в диапазоне от . 10см до при разрешающей .способности до 0,5 мм, а также Iпроводить оценку механизма лазерного Объемного поглощения крупногабарит нь& образцов с диаметром более i100 мм..

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ИНФРАКРАСНОГО СКйВЕл .if- ; JF.--::ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ПРОЗРАЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ, содержащее инфракрасный лазер, последовательно установленные по ходу луча фокусирующую оптику, предметный столик, фотоэлектрический полярископ с осветителем и приемником, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений -крупногабаритных плоских образцов, перед предметным столиком, введена система из двух неподвижных и одного подвижного плоских зеркал, для коммутации лазерного луча в двух перпендикулярных направлениях относительно предметного столика, а фотоэлектрический v полярископ установлен на консоли с возможностью поворота относительно предметного столика.