Угловой рефрактометр Советский патент 1985 года по МПК G01N21/41 

111

Изобретение относится к устройствам для измерения угловой, рефракции дисперсионным методом преимуществен- по при 1еодезических измерениях.

Известно устройство для измерения угловой рефракции дисперсионным методом геодезических измерениях, включающее в себя лазер, прерывателд коллимирующую систему, телескопическую систему, полуотражающие и отражающие зеркала, двоякопреломляющие пластины, поляроид-анализатор, фотодетектор, поляроид, усилитель и индикатор. Устройство позволяет измерять малый дисперсионный угол, возникающий между двумя пуч- ками света различной длины волны, в результате прохождения света через атмосферу t 3-

Недостатком этого устройства является низкая точность измерений.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является угловой рефрактометр, содержащий два лазера с различными длинами волн и расположенные последовательно по ходу излучения коллиматор, приемную оптическую систему, элемент переворота изображения,- поляризатор, двулучепреломляющую пластину и фотопри- емник, соединенный со схемой регистрации С2 3.

Работа известного устройства основана на зависимости сдвига фаз между обыкновенным и необыкновенным лучами в одноосном кристалле от угла падения входного луча на кристалл. Положение интерференционных полос после анализатора зависит, таким образом, от угла оптической осью кристалла и направлением прихода излучения, что дает возможность при использовании двух длин волн света измерить разность их углов прихода, т.е. угол дисперсии.

Недостатками известного устройства являются наличие механического кварцевого компенсатора, не позволяю щего ускорить процесс измерения, наличие механического модулятора, не позволяющего повысить частоту модуляции до уровня, превышающего частоту турбулентности атмосферы. Все это приводит к увеличению погрешности измерения угловой рефракции, увеличивает трудоемкость работ с приборам

Целью изобретения является повышение точности измерения угловой рефракции.

2

Указанная цель достигается тем, что в угловой рефрактометр, содержащий два лазера с различными длинами волн и расположенные последовательно по ходу излучения коллиматор, приемную оптическую систему, элемент переворота изображения, поляризатор, двулучепреломляющую пластину и фотоприемник, соединенный со схемой регистрации, дополнительно введены элемент разделения излучения по длинам волн, два электрооптических компенсатора, второй и третий поляризаторы, два регулятора напряжения и схема сравнения напряжений, причем элемент разделения излучения по длинам волн установлен между двуЛучепреломляющей пластиной и фотоприемником, первый компенсатор и второй поляризатор установлены последовательно между элементом разделения излучения по длинам волн и фотоприемником в оптическом канале одной длины волны, а второй компенсатор и третий поляризатор установлены последовательно между элементом разделения излучения по длинам волн и фотоприемником в оптическом канале другой длины волны, при этом выход каждого регулятора напряжения подсоединен к одному из компенсаторов и входу схемы сравнения , а вход каждого регулятора напряжения подсоединен к схеме регистрации.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство содержит источники монохроматического излучения с различными длинами волн - лазеры 1 и 2, коллиматор 3, приемную оптическую систему 4, элемент 5 переворота изо-бражения, поляризатор 6, двулучепреломляющую пластину 7, дихроичное зеркало 8, пропускающее излучение с одной длиной волны и отражающее с другой, и плоское зеркало 9, образукгщие вместе элемент разделения излучений по длинам волн, электрооптические компенсаторы 0 и 11, второй и третий поляризаторы 12 и 13, фотоприемник I4, усилитель 15, синхронный детектор 16, нуль-индикатор 17, источник 18 прямоугольного напряжения, регуляторы 19 и 20 напряжения, индикатор 21 сравнения регулируемых напряжений, индикатор 22 светового потока.

Устройство работает следующим образом.

3113

Световое излучение с различными длинами волн попадает в приемную оп тическую систему 4, проходит элемент 5 переворота изображения и поляризатор 6, и попадает на.пластину 7, в которой световой поток разделяется на два пучка - обыкновенный и необыкновенный. Разность фаз между обыкновенным и необыкновенным пучками обуславливает направление -прихода ев етового излучения. Далее излучения с различными длинами волн разделяются на дихроичном 8 и плоском 9 зеркалгик и попадают каждый в свой электрооптический компенсатор 10 и 11 соответст венно, в которых разность фаз между обыкновенным и необыкновенным пучками света, в зависимости от величины приложенного прямоугольного напряжения, компенсируется. Поляризаторы 1 2 и 13 служат для получения интерференционных картин на фотоприемнике 14, Переменный ток, снятый с нагрузки фотбприемника, зависящий от степени скомпенсированности разности фаз, усиливается усилителем 15 и подается на синхронный детектор 16, на который одновременно подается опорное напряжение от источника 18. С помощью регуляторов J9 и 20 напряжения добиваются исчезновения переменного тока на нуль-индикаторе 17 (в каждйм канале). Поскольку величина подаваемых напряжений на электро- оптические компенсаторы при полной компенсации разности фаз между обыкновенным и необыкновенным пучкайи зависит от длины волны и угла дисперсии между направлениями прихода световых потоков, то разность этих напряжений обуславливает величину дисперсионного угла. При переворачивании изображения на 180 с помощью элемента 5 можно из разности напряжений исключить величину, вызванную разностью длин волн и, таким образом по разности напряжений, подаваемых на компенсаторы, судить о величине дисперсионного угла.

Использование изобретения позволяет повысить точность измерения угловой реЛракции.

УГЛОВОЙ РЕФРАКТОМЕТРj содержащий два лазера с различными длинами волн и расположенные последовательно по ходу излучения коллиматор, приемную оптическую .систему, элемент переворота изображения, поляризатор, двулучепреломляющую пластину и фотоприемник, соединенный со схемой регистрации, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения угловой рефракции, в него дополнительно введены элемент разделения излучения по длинам волн, два электрооптических компенсатора, второй и третий поляризаторы, два регулятора напряжения и схема сравнения, напряжений, причем элемент разделения излучения по длинам волн установлен между двулучепреломляющей пластиной и фотоприем- НИКОМ, первый компенсатор и второй поляризатор установлены последовательно между элементом разделения излучения по длинам волн и фотоприемником в оптическом канале одной длины волны, а второй компенсатор и третий поляризатор установлены последовательно между элементом разделения излучения по длинам волн и фотоприемником в оптическом канале другой длины волны, при этом выход каж- дого регулятора напряжения подсоединен к одному из компенсаторов и входу схемы сравнения, а вход каждого регулятора напряжения подсоединен к схеме регистрации. 00 00