Способ измерения малых оптических потерь в веществах Советский патент 1985 года по МПК G01J1/04 

. Изрбретение относится к фотометрии и спектрофотометрии и может быть использовано для определения поглощения излучения в твердых и жи ких веществах, например в материалах для волоконных оптических линий связи. Известен способ, измерения оптиче ких потерь в веществах, включающий измерения поглощения света при многократном проховдении света через исследуемое вещество в многоходовой кювете Уайта Л . Однако измерения такими методами твердых или жидких образцов при наклонном падении или в расходящихс пучках света сопровождаются ошибками, обусловленными преломлением световых лучей в образце и изменением их хода, а при нормальном паде нии и большом числе проходов слабое поглощение не может быть измерено из-за потерь на френелевское отражение. Наиболее близким к изббретениюпо технической сущности является способ измерения малых оптических потерь в в „ществах включающий пропускание пучка оптического излучения через образец исследуемого вещества и измерение интенсивности излучения, двухкратно прошедщего образец 2J. Недостатком этого способа является малая точность измерения, огра ниченная точность определения оптических потерь на гранях образца. Целью изобретения является увеличение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения малых оптических потерь в веществах включающему пропускание пучка оптического излучения через образец исследуемого вещества и измерение интенсивности излучения двухкратно прошедшего образца, пучок оптическо го излучения пропускают через образец с непараллельными одна другой входной и выходной гранями, устанав ливают образец так, что его входная грань перпендикулярна подающему пучку излучению, и измеряют,интенсивность излучения ,Р, , отраженного от входной грани образца, устанавливают образе ц так, что его выходная грань перпендикулярна пучку излучения, преломленному на входной грани образца, и измеряют.интенсивность 992 излучения , дбухкратно прошедщего через образец за счет отражения от его выходной грани, по хрц,у пучка излучения за выходной гранью образца устанавливают дополнительный образец с непараллельными входной и выходной гранями так, что его входная грань перпендикулярна прошедшему через основной образец пучку излучения, измеряют интенсивность излучения Р , двухкратно прошедшего через основной образец за счёт отражения от входной грани дополнительного образца, и по результатам измерений определяют оптические потери в образце по соотношению .L., где (А-р) -. оптические потери на грани образца, (1-х) - оптические потери в объеме вещества образцаj р - коэффициент отражения грани основного образца, X - коэффициент поглощения вещества образца, при этом оптические потери на грани образца определяют по соотношению -Р.Рз-Рг Р 2 а оптические потери в объеме вещества по соотношению 2lP5-fi) На чертеже изображено устройство для осуществления способа. Устройство содержит источник 1 излучения, светоделитель 2, опорный фотоприемник 3, светоделитель 4, образец исследуемого материала 5, фотоприемник 6 и дополнительньй образец 7. Способ осуществляют следующим образом. Устанавливают образец 5 исследуемого материала непараллельными друг другу входной и выходной гранями в пучках излучения таким образом, чтобы его входная грань была перпендикулярна падающему излучения (схема а ). Отраженное от входной грани образца излучение ( регистрируют фотоприемником 6. Фотоприемник 3 и светоделитель 2 служат для компенсации нестабильности излучения источника 1. Затем устанавливают образец так, чтобы его выходная грань была перпендикулярна прошедшему через образец пучку излучения (схема S ) и регистрируют излучени Устанавливают дополнительньй образец 7 за выходным окном образца 5 таким образом, чтобы его входная грань была перпендикулярна прошедше му через образец излучению (схема t и регистрируют излучение f j. Оптические потери определяют по приведенным соотношениям. В данном способе измерения проводятся в отраженном свете, поэтому при двухкратном прохождении образца излучение проходит два раза одну его грань - входн ую, поэтому поглощение в объеме материала искажено только двухкратным значением погреш ности определения коэффициента отражения грани образца. Измерение нормального отражения от разных граней образца, которые не параллел ны друг к другу, позволяет раздельно измерять отражение только от одной грани и суммарные оптические потери в образце, не выводя образец из хода лучей и не изменяя их хода Это исключает влияние различных систематических погрешностей - зонной неравномерности и различной чувствительности при разных углах падения на результаты измерений. Кроме того, при измерении отражения данным способом отдельно выявляются отражения между двумя гранями двух образцов исследуемого вещества ь Р.-Рг Р г . Поэтому погрешность определения р ЫЧ-з/Фг Р Чг/Рг 1+Р° Р и при малых (0,04-0,05) р равна лСРз/) &p-J/2 Таким образом, погрешность измерений в данном способе меньше погрешности измерений в известном способе в два раза в Р гОбр 1 у где оъ и Ф - отсчеты с образцом и без него, которая равна иФовР/ Р ср /ф- овр При этих измерениях углы между первой и второй гранями контролируемого и дополнительного образцов могут быть изготовлены с большим допуском, а максимальная длина образца лимитирована только расходимостью излучения, в котором проводится излучение, и если это излучение лазерное, расходимость излучения в котором может достигать 10 , то длина образца при необходимости может составлять единицы и десятки метров. При сравнительно большой погрешности измерения сигналов (такой же как в известном способе +0,005) значение показателя поглощения, которое можетбыть измерено данным способом, равно 210 см , т.е. в 4 раза меньше чем минимально достижимое значение при измерении известным способом, которое равно 810 Предлагаемый способ обеспечивает повьш ение точности измерения малых оптических потерь в веществах. Кроме того, способ позволяет.повысить точность измерения паразитных потерь на гранях образца, так как при измерении отражения от контролируемого и дополнительного образцов удается измерить отдельно потери на гранях в условиях многократных отражений, что увеличивает чувствительность и точность измерений.

а

L j

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ОПТИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ В ВЕЩЕСТВАХ, включающий пропускание пучка оптического излучения через образец исследуемого вещества и измерение интенсивности излучения двухкратно прошедшего образец, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, пучок оптического излучения пропускают через образец с непараллельными одна другой входной и выходной гранями, устанавливают образец так, что его входная грань перпендикулярна подающему пучку излучения, и измеряют интенсивность излучения отраженного от входной грани образца, устанавливают образец так, что его выходная грань перпендикулярна пучку излучения, преломленному на входной грани образца, и измеряют интенсивность излучения , 2 двухкратно прошедшего через образец за счет отражения от его выходной грани, по ходу пучка излучения за выходной гранью образца устанавливают дополнительный образец с непараллельными входной и выходной гранями так, что его входная грань перпендикулярна прошедшему через основной образец пучку излучения, измеряют интенсивность излучения Ра , двухкратно прошедшего через основной образец за счет отражения от входной грани дополнительного образца, и по результатам измерений определяют оптические потери в образце по соотношению с р . , (Л где И-р) - оптические потери на грани образца-, (х) - оптические потери в объеме вещества образца-, р - коэффициент отражения грани основного, образцаi X - коэффициент поглощения о: вещества образца, ел при этом оптические потери, на грани 00 со со образца определяют по соотношению iL . тт7 р, - ,. а оптические потери в объеме вещества по соотношению -х

В