Интерференционно-поляризационный рефрактометр (его варианты) Советский патент 1986 года по МПК G01N21/45 

2. Интерференционно-поляризационный рефрактометр, содержащий источник поляризованного излучения и последовательно установленные по ходу .луча кристаллическую пластину доя расщепления светового пучка, измерительную кювету, полуволновзто пластину, устройство дпя совмещения световьрс пучков и узел измерения разности хода, от, личающийся тем, что, с целью повьшения стабильности измерений, между, кристаллической пластиной и измерительной кюветой установлей уголковый отражатель.

главное сечение которого параллельно или перпендикулярно главному сечению кристаллической пластины, между полуволновой пластиной и устройством дпя совмещения световых пучков установлен второй уголковый отражатель, главное сечение которого параллельно главному сечению первого отражателя, уголковые отражатели жестко соединены между собой, а устройством для совмещения световых пучков кристаллическая пластина для расщепления светового пучка.

. Интерференционно-поляризационньй рефрактометр, содержащий ис-. точник поляризованного излучения и последовательно расположенные по ходу излучения кристаллическую пластину для расщепления светового пучка, измерительную кювету, полуволновую пластину, устройство дпя совмещения световых пучков и узел измерения разности хода, отличающийс я тем, что, с целью повышения стабильности измерений, между измерительной кюветой и долуволновой пластиной установлен отражатель с плоской отражающей поверхностью, перпендикулярной плоскости главного сечения кристаллической пластины, между о S прлуволновой пластиной и устройством (П для совмещения световых пучков установлен второй отражатель с плоской с отражающей поверхностью, перпендикулярной плоскости главного сечения кристаллической пластины и отражающей поверхности первого отражателя, ю отражатели жестко соединены между Nj собой, а устройством для совмещения световых пучков служит кристаллическая пластина дпя расщепления светосл ,вого пучка. м

Изобретение относится к интерференционной рефрактометрии и м«ажет быть использовано для количественного и качественного анализа различных сред оптическим методом по разности показателей преломления.

Цель изобретения - повьшение стабильности измерений.

Благодаря тому, что в предпагае- мых вариантах интерфереиционно-поляризационного рефрактометра дпярасщепления и совмещения световьрс- пучков используется одна и та ще кристаллическая пластина, влияние температурных возмущений, которое в известном рефрактометре связано с неидентичностью температурных условий и условий фиксации двух кристаллических пластин, полностью исключается.

Снижение влияния механических возмущений обеспечивается тем, что в первом варианте рефрактометра развороты кристаллической пластины в плоскости главного сечения, которые в известном рефрактометре приводят к наибольшим изменениям разности хода, не приводят к изменению суммарной разности хода, так как при таких разворотах положение кристаллической пластины относительно расщепляемых и совмещаемых световых пучков изменяется одинаково, а следовательно, соответствующие изменения разности хода равны по абсолютной величине и противоположны по знаку. Во втором варианте рефрактометра суммарная разность хода остается постоянной при любых изменениях взаимного положения кристаллической пластины и системы отражателей в целом. Неизменность

взаимного положения отражателей как в первом, так и во втором вариантах обеспечивается тем, что они жестко соединены между собой,

Существенно также, что снижение чувствительности к изменению положения кристаллической пластины позволяет снизить требования к жесткости жсации пластины, что, в свою очередь, обеспечивает снижение термоупругих напряжений, которые могут оказаться различными в пределах светового сечения одной и той же кристаллической пластины.

Возможность появления дополнительного фактора нестабильности, связанного с изменением амплитуды и фазы световых волн при отражениях,

в предлагаемых вариантах рефрактометра исключена тем, что полуволновая пластина устгловлена между отра1жателями. При таком положении полуволновой пластины изменения амплитуця и фазы в первом отражателе компенсируются изменениями амплитуды и фазы во втором отражателе.

Совокупность указанных качеств в каждом из вариантов интерференционно-поляризационного рефрактометра 5 обеспечивает существенное повыше- ние стабильности показаний. В то же время во втором варианте достигается более высокая стабильность показаний.10

На фиг.1 приведена принципиальная схема интерференционно-поляризационного рефрактометра, выполненного согласно первому варианту; на фиг.2 принципиальная схема интерференцион- t5 но-поляризационного рефрактометра, выполненного согласно второму варианту.

Интерференционно-поляризационный 20 рефрактометр (фиг.1) состоит из источника 1 поляризованного излучения, кристаллической пластины 2 (например, из кальцита), зеркала 3, отражакяцая поверхность которого перпендикуляр- 25 на главному сечению кристаллической пластины 2, полуволиовой пластины 4, второго зеркала 5, отражакяцая поверхность которого перпендикулярна главному сечению кристаллической пласти-зо ны 2 и отражающей поверхности зеркала 3, узла 6 измерения разности хода, а также измерительной дифференциальной кюветы 7, которая в данном случае остановлена между кристалличес- j кой пластиной 2 и зеркалом 3, но в других случаях может быть установлена между зеркалами 3 и 5, либо между зеркалом 5 и пластиной 2. Зеркала 3 и 5 жестко соединены между собой. 40

Интерференционно-поляризационный рефрактометр работает следующим образом.

Пучок света от источника 1 излучения расщепляется кристаллической . 5 пластиной 2 на два световых пучка, линейно поляризованных в ортогональных плоскостях, один из которых проодит через измерительную ячейку кюеты 7, а другой - через сравнитель- 50 ую ячейку той же кюветы. Оба тражаются зеркалом 3, проходят полуволновую пластину 4, которая изменяет азимут поляризации каждого из пуков на 90°, отражаются зеркалом 5 и совмещаются в один пучок кристаллитической пластиной 2. В результате совмещения пучков с ортогональными поляризациями образуется пучок с эллиптической поляризацией. Компоненты эллиптически поляризованного света обладают разностью хода, пропорциональной исследуемой разности показателей преломления сравниваемых сред. Измерение разности хода производится с помощью узла 6 измерения разности хода.

Интерференционно-поляризационный рефрактометр, выполненный согласно второму варианту (фиг.2), содержит .элементы и узлы I, 2, 4, 6 и 7 (фиг.1), но вместо первого зеркала 3 установлен уголковый отражатель 8, главное сечение которого в данном случае параллельно главному сечению кристаллической пластины 2. Вместо зеркала 5 установлен уголковый отражатель 9, главное сечение которого параллельно главному сечению первого отражателя 8. Уголковые отражатели 8 и 9 жестко соединены между собой. Данный вариант интерференционнополяризационного рефрактометра работает аналогично интерференционно-поляризационному рефрактометру, приведенному на фиг.1.

Предлагаемое изобретение повышает достоверность анализа, позволяет исключить потери времени на многократное повторение эксперимента и существенно сократить время выхода прибора на режим, тем самым обеспечивается более высокая эффективность исследовательских работ. Изобретение может быть положено,в основу новых приборов, предназначенных для решения задач особой сложности в новых разделах науки (например, в молекулярной биологии и генетике при исследовании количественного и качественного составов веществ, выделение которых требует значительных затрат времени и производится в микроколичествах).