Дифференциальный поляриметр Советский патент 1987 года по МПК G01J4/04 

113

Изобретение относится к оптическо- fy приборостроению и может быть использовано в пищевой, химической про мьгашенности, медицине, биологии, мине ралогии, фармацевтике, а также в тех областях науки и техники, где необходимо проводить высокоточные измерения и контроль вращения плоскости поляризации различными веществами и материалами.

Цель изобретения - повышение точ- .ности измерений углов поворота плоскости поляризации в гироанизотропных .растворах.

На. чертеже цредставлена оптическая схема дифференциального поляриметра.

Дифференциальный поляриметр включает в себя следующие оптически сопряженные элементы: источник 1.монохроматического света, светособираю- щую систему 2, поляризатор 3, измерительную ячейку 4, расположенную перед системой четырехкратного отражения, первое зеркало 5, расположенное на , оптической оси под углом 45° к ней, ячейку 6 сравнения, расположенную внутри системы четырехкратного отражения после первого зеркала, второе 7 и третье 8 зеркала, смещенные относительно оптической оси и размещенны своими плоскостями параллельно ей и .перпендикулярно друг другу, четвертое зеркало 9, установленное на пути луча, отраженного от третьего зеркала, перпендикулярно первому зеркалу, анализатор 10 линейно поляризованного света, установленный на пути луча отраженного QT четвертого зеркала, фотоэлектрическую систему 11 регистрации прошедшего света. Монохроматический свет от источника 1, пройдя светособирающую систему 2, попадает на поляризатор 3, после чего световой луч становится линейно поляризованным. Линейно поляризованный све проходит через измерительную ячейку 4 с гироанизотропным раствором, вследствие чего плоскость его поляризации поворачивается на угол q, , и далее попадает на первое зеркало 5 системы четырехкратного отражения, дающее сдвиг фазы между S и Р компонентами световой волны в тт. Проходя затем через ячейку 6 сравнения с гироанизотропным раствором, световой луч изменяет азимут своей поляризации по отношению к начальному на угол (.f, Ч ., где ( - угол поворота плоскости по

82

ляризации раствором сравнения. После второго 7, третьего 8 и четвертого 9 зеркал системы четырехкратного отражения на анализатор 10 падает

световой луч с азимутом поляризации q),-q)j,. Вращая анализатор, находят такое его положение, при котором интенсивность света, падающего на фотоэлектрическую систему 1 регистрации,

равна нулю или максимальна. Угол поворота анализатора по отношению к его исходному положению, при котором в отсутствии растворов в обеих ячейках наблюдается полная скрещенность

или максимальная раскрещенность поляризатора и анализатора, равен измеряемому, разностному углу Ч, - ср .

Пример, Для проведения дифференциальных спектральных измерений

углов поворота плоскости поляризации изготовлено устройство, содержащее соосно расположенные ксеноновую лампу и двойную дифракционную решетку, являющиеся источником монохроматического света, светособирающий кварцевый конденсор, призму Рошона, являющуюся поляризатором, выходную диафрагму, измерительную ячейку в виде плавленокварцевой кюветы с длиной оптического пути 0,2 см, систему четырехкратного отражения из четырех напыленных алюминием кварцевых стекол с расположенной в ней после первого зеркала ячейкой сравнения в виде плавленокварцевой кюветы с длиной оптического пути 0,2 см, а также последовательно расположенные анализатор в виде призмы Рошона и фотоэлектрическую систему регистрации прошедшего

света, представляющую собой фотоэлектрический умножитель с компенсационным усилителем, соединенным через реверсивный двигатель с анализатором и рекордером.

Дифференциальные изменения углов поворота плоскости поляризации в гироанизотропных растворах проводят для водно-ацетоновых растворов феофитина (естественная смесь его изомеров А и

- моль

л

щих естественной гиротропией и линейной оптической анизотропией, наведем- ной естественным гравитапрюнным по

. М/о .1 о- мол ь

А J концентрации З Ю , -обладаю

лем Земли,

В таблице суммированы результаты дифференциальных измерений уг.лов поворота плоскости поляризации: ср суммарного (недифференциального измерения) обусловленного линейным дихроизмом; обусловленного гиро- тропией, в длине волны 698 нм с использованием известного устройства и предлагаемого и независимые прямые измерения по известной методике с использованием дихрографа Jasco-20.

В известном устройстве измерительная кювета и кювета сравнения распо- лагаются вертикально. В предлагаемом дифференциальном поляриметре измери- тельная кювета располагается вертикально, а кювета сравнения - горизонтально,Как следует из таблицы, погрешность дифференциального измерения углов поворота плоскости поляризации в растворе феофитина за счет наведенного земным гравитационным полем линейного дихроизма (линейное двупре- ломление в максимуме .полосы поглощения с Л 698 нм пренебрежимо мало) составляет 68%.Погрешность измерения угла поворота плоскости поляризации при этом составляет 70%. В случае применения предлагаемого дифференциального поляриметра погрешность дифференциальных измерений составляет ±3%,

+5,8.10 ±3% ±5,8-10 ±3%

+6,4-10 +68% +3,540 ±3%

-0,6-10 -70% +2.10 +3%

0

5

0

5

т.е. обычную экспериментальную погрешность для данного класса приборов.

Формула изобретения

Дифференциальный поляриметр, со- держаЕций одтически связанные источник монохроматического света, свето- собираюшую систему, поляризатор, измерительную ячейку, систему четырехкратного отражения с взаимно перпендикулярным последовательным ходом лучей, анализатор и фотоэлектрическую систему регистрации, а также ячейку сравнения, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности измерений углов поворота плоскости поляризации в гироанизотропных растворах, система четырехкратного отражения вьтолнена в виде четырех зеркал, причем первое зеркало установлено на участке оптической оси, проходящей через измерительную ячейку, второе и третье зеркала размещены параллельно указанному участку оптической оси, четвертое зеркало установлено перпендикулярно первому, а ячейка сравнения расположена между первым и вторым зеркалами.

+3,8-10 +3%

Изобретение относится к области оптического приборостроения, в частности к технике измерения оптического вращения плоскости поляризации света гироанизотропными средами. Цель изобретения состоит в повьшении точности измерения углов поворота плоскости поляризации в гироанизртропных растворах. Это достигается за счет компенсации сдвигов фаз ортогональных , компонентов световой волны при последовательных отражениях от зеркал 5, 7, 8, 9 системЬ четьфехкратного отражения с взаимно перпендикулярным последовательным ходом лучей, а также за счет размещения ячейки 6 сравнения внутри указанной системь между зеркалами 5 и 7. Дифференциальный поляриметр содержит также оптически связанные и последовательно установленные перед системой четырехкратного отражения источник 1 монохроматического света, светособирающую систему 2, поляризатор 3 и измерительную ячейку 4. После системы четырехкратного отражения установлены анализатор 10 и фотоэлектрическая система 11 регистрации. 1 ил., 1 табл. с S (Я :о о СА: 00 ОС