Способ измерения степени поляризации Советский патент 1984 года по МПК G01J4/04 

Изобретение относится к области измерения оптических спектров и их параметров и может быть использова но в лабораторных исследованиях и электронной технике. Известен способ измерения степе ни поляризации, который включает следующие операции: вргицение анали затора, через который проходит пучок частично поляризованного света направдчние модулированного пучка на $OTOfl;eTQKTopf которйй вцрабатыва,ет элек1;рич с1 ий сигнал Фотоотклика; направление двух электричес ких сигналов на процессоры, выделя ющие разность 1.-1. и сумму подачу электрических сигнйлов на интеграторы, после которых получают величину степени поляризации р ()7(1,,+12) Си. Однако способ не позволяет с достаточной точность определить зн чение степени поляризации, посколь ку требует раздельного измерения в личин и 2 и последующего их деления. Этот способ может быть реализован с помощью устройства, содержащего вращающийся поляризатор, два микропроцессора и интегратор. Недостатком данного устройства является сложность конструкции, св занная с использованием в качестве процессоров и интегратора сложных электронных схем, что снижает надеж ность измерений. Наиболее близким к и:зобретению техническим решением является способ измерения степени поляризации, при осуществлении которого формиру ют первый световой монохроматический пучок в оптическом диапазоне спектра, осуществляют модуляцию аз мута его плоскости поляризации на звуковой частоте при операции среднего положения плоскости поляризации модуляции под углом 45 к оси наибольшего фотоотклика образца и азимута колебаний от О до 45, направляют его на исследуемый образец и измеряют амплитуду первой гармоники фототока 2. Недостатками известного устройст ва являются невысокие точность и надежность, измерений. Целью и:эобретения является повышение точности и надежности измерений. Поставленная цель достигается те что согласно спосГобу измерения степени поляризации,- при осуществлении которого формируют первый световой монохроматический пучок в оптическом диапазоне спект а, осуществляют модуляцию азимута его плоскости поляризации на звуковой частоте при ориентации среднего положения плоскости поляризации модуляции под углом 45 к оси наибольшего фотоотклика образца и азимута колебаний от О до 45°, направляют его на исследуемый образец и измеряют амплитуду первой гармоники фототока, формируют второй световой монохроматический пучок в том же диапазоне спектра и на той же длине волны, что и первый, модулируют его с той же частотой, что и первый, направляют его на образец, изменяют коэффициент модулящ1и ин,тенсивности второго световогопучка до получения нулевого значения первой гармоники фототока и определяют значение коэффициента модуляции, причем первый световой пучок до модуляции линейно поляризуют, изменяют азимут линейной поляризации относительно среднего положения плоскости поляризации модуляции до обращения в нуль перэой гармоники фототока на образце и определяют коэффициент модуляции путем регистрации азимута. С целью исследования прозрачных образцов измеряют амплитуду первой гармоники фототока в цепи ФЭУ, расположенного за образцомi Устройство для реализации способа содержит, лампу 1, накаливания (источник излучения) , которая создает в монохроматоре 2 пучок мо-; нохроматического света в диапазоне 9,,4-2,5 мкм. Световой поток проходит через бипризму 3 и разделяется на два пучка. Пучок проходит через деполяризатор - ромб Френеля 4 для удаления частичной поляризации и поляризационный модулятор 5. Последний представляет собой две поляроидные пленки, расположенные рядом в плоскости, перпендикулярной к пучку. При вращении двигателя СД-54 с частотой 1200 об/мин рамка приводится в возвратно-поступательное движение. В результате осуществляется прямоугольная модуляция плоскости поляризации первого пучка на угол 45. Попадая на образец, этот свет возбуждает фототок, первая гармоника которого при ориентации образца 45 по отношению к среднему положению модулятора имеет вид где о величина фототока на длине волны А; Р - степень поляризации; ft - частота модуляции. Второй пучок проходит через плocкопараллельную пластинку 6, которая может смещать пучок и амплитудный модулятор 7, синхронизированный по частоте и фазе с поляризованным модулятором, В качестве такого модулятора может использоваться вращающийся диск с прорезями, насаженный на вал того же двигателя СД-54. Пла тинка б с помощью микрометрического винта перемещает в гТространстве вто рой пучок f тем сам1лм изменяется глу бина модуляции Is этого пучка. Попа дая на образец, свет второго пучка возбуждает фототок, амплитуда перво гармоники которого определяется выражением . lU-k, SinSJi. - -I ID Свет обоих пучков фокусируется с помощью линзы 8 на исследуемом образце 9; Для измерения первой гар моники фототока может использоваться схема 10 синхронного детектирования. Величина степени поляризации фртотока Р (г„-i)/(ir,-«-i), где i,, i - величины фототока при возбуждении cвeтo 4, поляризован.ным параллельно и перпендикулярно вьщеленной оси кристалла, изменяется по значе нию коэфф1щиента V ko,. при котором амплитуда первой гармоники фототока равна нулю. Для модуляции используемого типа выражение, которое свявеличины Р зывает вид р. Jia: Выражение используется для слу;чая Р 0. Если Р О, то в поляризационном модуляторе изменяется фаза кблебаний относительно амплитудного модулятора. Значения коэффициента i колибруется по фотоэлектрическому приемнику., тем самым этот коэффициент измеряется в углах поворота .пластины 6 или миллиметрах линейного смещения светового пучка в плоскос.ти прерывателя. Для измерени:я степени поляриза1 ии коэффициента поглощения при малых его значениях используется та же схема., но после образца располагается ФЭУ и измеряется первая гармоника фототока в цепи ФЭУ. Предлагаемый способ измерения стенки поляризации позволяет повысить точность измерения степени поляризации до 0,1° за счет использования поляризационной модуляции. При этом получается новая информация об исследуемых объектах, например, о мультипольности оптических переходов в спектрах люминесценции.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СТЕПЕНИ ПОЛЯРИЗАЦИИ, при осуществлении которого формируют первый световой монохроматический пучок в оптическом диапазоне спектра, осуществляют модуляцию азимута его плоскости поляризации на звуковой частоте при ориентации среднего положения плоскости поляризации модуляции под углом 45° к оси наибольшего фотоотклика образца и азимута колебаний от О до 45, направляют его на исследуемый образец и измеряют амплитуду первой гармоники фототока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений, формируют второй световой монохроматический пучок в том же диапазоне спектра, и на той же длине волны что и первый, модулируют его с той же частотой, что и первый, направляют его на образец, изменяют коэффициент модуляции интенсивности второго светового Пучка до получения нулевого значения первой гармоники фототока и определяют значение коэффициента модуляции. 2.Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что первый светов й пучок до модуляции линейно поляризуют, изменяют азимут линейной поляризации относительно среднего положения плоскости поляризации модуляции до обращения в нуль ампли(Л туды первой гармоники фототока на образце и определяют коэффициент модуляции путем регистрации азимута. 3.Способ по п. 1, .о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью исследования прозрачных образцов, измеряют амплитуду первой гармоники фототока в цепи ФЭУ, расположенэо ного за образцом. 4: :о 4 9 /О