Способ измерения разницы показателей преломления спеченных стекол Советский патент 1985 года по МПК G01N21/41 

Изобретение относится к измерителной технике, а именно к способу измерения показателя преломления оптических стекол, .

Известен способ определения показателя преломления стекол, включающий измерение показателя преломления по отклонению зондирующего пучка излучения, прошедшего через исследуемый образец, выполиенньй в виде плес копараплельной пластины, по отношению к опорному пучку, не проходящему через образец ,.

Недостатком этого способа является Невозможность измерения разницы показателей преломления спеченных стекол, так как он предполагает измерение образца только в виде плоскопараллельной пластины, а в случав спеченного образца добиться плоскопараллельности плоскости спекания рабочих граней технологически невозможно. Способ также непригоден для измерения показателя преломления поглощающих стекол из-за неоднекратного прохождения образца зондирующим излучением.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ измерения разницы показателей преломления спеченных стекол, включающий пропускание зондирующего и опорного пучков излучения через образец, регистрацию прощедщих через образец пучков излучения и измерекие угла отклонения зондирующего пучка излучения по отношению к опорному пучку, по которому судят о разнице показателя преломления спеченных стекол 2j,

Недостатком известного способа является низкая точность измерений разницы показателей преломления спеченных стекол. Для определения разницы показателей преломления лп измеряют показатель преломления каждого из спекаемых стекол п, и п, находят их разницу, В этом случае не увеличивается влияние спеченного слоя на разницу показателя преломления стекол, что приводит к уменьшению точности измерения. Кроме того, в случае измерения показателя преломления высокопоглощающего стекла для обеспечения прохождения зондирующим излу 1ением образца необходимо обеспечить минимальную длину хода

луча в призме. Этого можно достичь либо уменьшением толщины призмы путем уменьшения преломляющего угла призмы, что приводит к уменьшению точности измерения угла отклонения, а следовательно, уменьшению точнос.ти измерения показателя преломления либо пропускания пучка света малого диаметра вблизи преломляющего угла призмы, что также в значительной степени снижает точность измерений из-за технологической невозможности обработать преломляющий угол в его вершине с необходимым классом чистоты и точности поверхности.

Таким образом, известный способ не обеспечивает высокую точность измерений разницы показателей преломления спеченных образцов, содержащих по глощающе е с те кло,

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что при способе измерения разницы показателей, преломления спеченных стекол, одно из которых поглощающее , включаюш,ем пропускание зондирующего и опорного пучков излучения через образцы, регистрацию пучков излучения, прошедших через образец, и измерение угла отклонения зондирующего пучка излучения по отношению к опорноьгу пучку, по которому судят о разнице показателя преломления спеченных стекол, зондирующий и опорн| 1й пучки излучения пропускают через образец, изготовленный из слоистой заготовки спеченных поглощающего и прозрачного стекол, так что плоскость спекания образует с входной и выходной гранями образца соответственно углы Ы/ и oijn интервале О йц,. 90 , причем опорный пучок излучения пропускают только через один из спеченных слоев, при этом угол падения зондирующего пучка излучения на входную грань образца Y выбирают из условия

j( t arcsin tn siii (go°-t JJ

где HI - показатель преломления слоя стекла, образующего входную грань, а угол падения зондирующего пучка излучения на плоскость спеканияЛ выбирают из условий

,. ние образца относительно пучков излучения и ход лучей в образце. На чертеже обозначены образец .1, спеченйый из слоев с показателями преломления i и П входная грань 2 образца, на которую падает излучение, выходная грань 3 образца, плоскость 4 спекания, угол oL/j, который образует плоскость спекания с входной гранью, угол , который обра зует плоскость спекания с выходной гранью, опорный пучок излучения Q - о , проходящий через один из двух спеченных слоев стекла, зондирующий пучок излучения , проходящий одновременно через оба слоя и плоскость спекания этих слоев, оптическая ось ,, пучков излучения, угол у падения излучения на входную грань, угол f падения зондирующе-. го излучения на плоскость спекания, угол 4 V отклонения зондирующего пучка излучения по отношению к опорному. Способ осуществляют следующим образом. Предварительно изготавливают образец, а именно спекают заготовки двух исследуеьйк стеколj из полученной слоистой заготовки выпиливают образец 1 так, что плоскость 4 спекания образует с входной гранью 2 образца угол с выходной гранью 3 угол о А -90°,

Sini A /яrcsihtn sit1 (-, )3| - агсс,;п Lvi,.)

.ЛП

t -cos ( & -t)

)1 вг, ti5 rcsin(9inif).

Повышение точности измерений достигaetcя за счет того, что при измерении учитывается влияние спеченного слоя на разницу показателя преломления спеченных стекол, и за счет более высокого качества поверхности вблизи вершины преломлякяцего угла, которое достигается путем спекания и одновременной обработки стекол. . Это позволяет обеспечить минимальную длину хода луча в поглощающем стекле путем пропускания луча вблизи преломляющего угла слоистого спеченного образца.

Кроме того, анализ полученной формулы показЬгоает, что в случае

малых величин Дп(10 - 10 ) требования к плоскопараллельности входной и выходной граней менее строги, следовательно, изготовление образца менее трудоемко. Предлагаемым способом можно измерять разницу показателей преломления пары спеченных стекол из поглощающей и прозрачной компонент и показатель преломления поглощающего стекла П,, спеченного с эталонным прозрачным стеклом, у которого ранее с помощью другого метода измерен с достаточной степенью точности показатель преломления.

По сравнению с известным способом измерения разницу показателей преломграни образца по высокому классу чистоты и точности. В качестве источника излучения используют лазер с узконаправленным монохроматическим излучением, ограниченным диафрв мой. Образец на оси излучения 0«0 располагают так, что излучение падает на входную грань под углом V о«гС5(п п 5П1 (()(f-A) -Опорный пучок излучения Q пропускают только через один из двух спеченных слоев, а зондирующий - од новременно через оба слоя и плоскость спекания этих слоев, при этом угол падения р, зондирующего излучения на плоскость спекания выбирают из условий р 90° и о . Отклонение зондирующего пучка излучения от опорного наблюдают с помощью регистрирукяцего устройства, озволяющего измерить смещение пята с высокой точностью, например с помощью коллиматора. По углу откла нения Л Ч вычисляют разницу показателей преломления. При измерении образца с углами i: oLj. величина клина определяется о коллиматору с высокой точностью. этом случае

ления спеченных стекол предлагаемый способ позволяет измерять реальную разницу показателей преломления спеченных стекол, одно из которых погс точностью до (3 -5V

этом изготовление обизмерения менее трудоQ

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНИЦЫ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ СТЕКОЛ, включающий пропускание зондирующего и опорного пучков излучения через образец, регистрацию пучков излучения, прошедших через образец, и измерение угла отклонения зондирующего пучка излучения по отношению к опорному пучку, по которому судят о разнице показателя преломления спеченных стекол, отличающийся тем, что, с целью повьвпеяия точности измерений, зондирукяций и опорньЙ пучки излучения пропускают через образец, изготовленный из слоистой заготовки спеченных поглощающего и прозрачного стекол, так, что плоскость спекания образует с входной и выходной гранями образца соответственно углы Ы и oLx в интервале о ,, причем опорный пучок излучения пропускают только через один из спеченных слоев, при этом угол падения зондирующего пучка излучения на входную грань образца выбирают из условия К t orcsm iij sin (qD)l СО где п - показатель преломления слоя стекла, образующего входную грань, а угол падени Г зондирующего пучка излучения на плоскость спекания Д выбирают из условий /К90 и . ел рй