Способ определения коэффициента рассеяния полупрозрачных твердых зеркально-отражающих материалов с малым коэффициентом поглощения Советский патент 1991 года по МПК G01N21/55 

Устройство содержит источник изучения 1, модулятор 2, приводимый во вращение двигателем 3,. интегрирующую сферу , в которой расположены на перемещающемся держателе 5 образец 6 и эталонное зеркало 7. Для измерения пропускания по ходу луча вслед ;за сферой устанавливают сфеf 8 со сменным приемником излучения. 9. Сигналы с приемников излучения 10, Т чв сновной сферы и приемника изучения 9 дополнительной сферы, хар ктеризущие освещенность внутри интегрирующих сфер k и 8 поступают на узкопоЛосный усилитель 12 и цифровой вольтметр 13, служащие для . i измерения и регистрации сигналов. Распбложенные в интегрирующей сфере j световые экраны И и 15 защищают приемники излучения 1П и 11 от засветки после первого отражения от поверхности сферы. Яэржатель 5 позволяет осу1цествлять- попеременную установку на пути луча образца 6 и эталонного зеркала 7. Зеркало 7 станавливают под малым углом (35) к падающему лучу, так, чтобы обеспечивалось попадание отраженного от него излучения на стенку сферы 4 .

Спрсоб осуществляется следующим образом.

Подают излучение на образец, устаиовленный в интегрирующей сфере.

Измеряют сигнал, пропорциональный энергии, рассеянной образцом

Измеряют пропускательную способность и вычисляют оптическую толщину образца. Направляют излучение на эталонное зеркало, коэффициент отражения которого выбирают из условия, чтобы сигналы, полученные при взаимодействии луча с образцом и луча с эталонным зеркалом, отличались в 0,5-2 раза.

При осуществлении данного способа очень важно правильно выбрать эталонное зеркало. Его коэффициент отражения должен быть мал и хорошо известен. Одним из возможных вариантов является использование в качестве такого зеркала тонкой тщательно отполированной пластины из оптических монокристаллов или стекол, у которых на исследуемую область спектра приходится область высокой прозрачности. В этом случае коэффициент отражения такого зеркала

определяется только показателем преломления материала .и может быть рассчитан с учетом многократных от

ражений в слое очень точно,поскольку показатель преломления измеряется с точностью до четвертого-пятого знака после запятой.

Пример реализации способа..

0 Для определения коэффициента рассеяния оптической керамики из селенида цинка на лазерной длине волны 10,6 мкм ислользуем цилиндрический образец 6 диаметром 9 мм с плоскопаs раллельными тщательно отполированными торцами. Толщина образца равна 2 мм..

В качестве эталонного зеркала 7 выберем тщательно отполированную пла-: стину иэ йодистого цезия толщиной

0 0,3 мм. Выбор материала эталонного зеркала сделан, исходя из того, что экспериментально обнаружено, что величины сигналов, полученных вследствие рассеяния образцом падающего на

5 него излучения, и сигнала, полученного при отражении этого же излучения от эталона-ИЗ йодистого цезия на стенку сферы, отличаются в 0,5-2 раза. Коэффициент отражения эталонного зеркала из йодистого цезия известен с высокой точностью и равен

К9Г 0.13512г;

В интегрирующую сферу устанавли- ;

вают образец и нaпpaвляют сквозь, него излучение от источника излучег ния 1. Затем с помощью держателя 5 образец из зоны действия луча. По отношению показаний приемQ ника излучения 9, полученных в этих случаях и пропорциональных соответственно прошедшему сквозь образец направленному излучению и полному падающему ПОТОКУ,„судят о величине

5 пропускатеЛьной способности образца Зная величину пропускательной способности, равную -в нашем случае 0,602, и нормальный френелевский коэффициент отражения селенида цинка, равный R 0,1682, по формуле:

т- (1-Kf е

I г-гг- «

t-RC7 rf

определяют оптическую толщину слоя

Ь. Она составит 0,15.

Затем монохроматический коллими

рованный пучок света снова направляют на образец 6, поднимая его с fпомощью держателя 5, и приемником

1969.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА РАССЕЯНИЯ ПОЛУПРОЗРАЧНЫХ ТВЕРДЫХ ЗЕРКАЛЬНО ОТРАЖАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ С МАЛЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ПОГЛОЩЕНИЯ, с помощью интегрирующей сферы, заключающийся в том, что измеряют сигнал, пропорциональный потоку излучения, рассеянного образцом,, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, лополнительно измеряют пропускательную спо(Изобретение относится к технической физике и связано с исследованиями оптических свойств твердых .сл бопоглошающих и .умеренно или слаборассеивающих материалов, в которых лучистый перенос энергии определяется коэффициентом поглощения, рассеяния, показателем преломления и граничными условиями. собность образца и измеряют сигнал, пропорциональный потоку излучения, отраженного от эталонного зеркала, установленного в центре сферы, а о коэффициенте рассеяния fo судят по формулам р, 1 ,- R , Н УЭТ