Устройство для измерения спектральных коэффициентов пропускания оптических элементов и систем Советский патент 1987 года по МПК G01N21/59 

13

руемого объекта устанавливают ПП 8 в положение совпадения заднего фокуса объектива 4 с передним фокусом объектива 6, а ПП 1 в такое положение, чтобы расстояние светоделитель 3 - автоколлимационное зеркало 10 было бы равно расстоянию светоделитель 3 - передний фокус объектива 4. После установки контролируемого объектива переднюю главную плоскость его совмещают с задним фокусом объектива 4, перемещают ПП 8 на расстояние, равное расстоянию между главными

1

Изобретение относится к спектрофо тометрии и может быть использовано для контроля оптических элементов и систем по величине их спектрального коэффициента светопропускания.

Цель изобретения - расширение типов контролируемых объектов и повьше ние точности измерений.

На чертеже изобраясено предлагаемое устройство.

Устройство содержит источник 1 излучения, коллиматор 2, светоделитель 3, первый объектив 4, столик 5 для контролируемого объекта, второй объектив 6 и автоколлимационное зеркало 7, установленные на первой подвижной .платформе 8, снабженной линейкой 9 с прямо пропорциональной шкалой, второе автоколлимационное зерка ло 10, закрепленное на второй подвиж ной платформе 11, снабженной линейкой 12 с обратно пропорциональной шкалой, монохроматор 13, фотоприем- ник 14, автоматизированную систему 13 регистрации и блок 16 временного разделения лучей, включаюцщй модулятор 17 с командным устройством 18. Модулятор 17 выполнен в виде вращающегося диска с отверстиями,. Автомати зированная система 15 регистрации содержит предварительный усилитель 19, вход которого соединен с фотоприемником 14, демодулятор 20 измери .тельного канала и демодулятор 21 контрольного канала, входы которых подключены к выходу предварительного усилителя 19, а выходы соответственно ко входам делимого и делителя де,„

338

оскостями контролируемого объекта, а ПП 11 - на расстояние, равное , где f - фокусное расстояние объективов 4 и 6, а F - фокусное расстояние контролируемого объекта. Излучение из измерительного и контрольного каналов поступает через монохроматор 13 ,на фотоприемник 14 с автоматизированной СИСТЕМНОЙ регистрации 15, где блоками 19-2.2 осуществляется сравнение этих двух потоков излучения, а ЭВМ 23 вычисляет соответствующий спектральный коэффициент пропускания. ил.

15

лительного устройства 22, подключенного выходом к ЭВМ 23, .Командное устройство 18 содержит оптронную пару - светодиод 24 и фотодиод 25, располо- 5 женные по обе стороны диска модулятора 17, Фотодиод 25 подключен ко вторым входам демодуляторов 20 и 21,

Устройство работает следующим образом,

О Излучение от источника 1 излучения проходит коллиматор 2 и поступает на светоделитель 3, Часть излучения, прошедшая через светоделитель 3, направляется в автоколлимационную систему измерительного канала, проходит последовательно первый объектив 4, контролируем то систему, установленную на столике 5, второй объектив 6, отражается от автоколлимацион- 20 ного зеркала 7, вторично проходит второй объектив 6, контролируемую систему 5А, первый объектив-4, отражается светоделителем 3 и поступает через монохроматор 13 на фотоприем- ник 14,

Часть излучения, отраженная от светоделителя 3, направляется в автоколлимационную систему контрольного канала и отражается от второго автоколлимационного зеркала 10, проходит светоделитель 3 и поступает через монохроматор 13 на фотоприемник 14,

Блок 16 временного разделения лучей осуществляет поочередную подачу 35 (иа фотоприемник 14) потоков излучения из измерительного и контрольного каналов. Фотоприемник Г4 вырабатывает периодическую последовательность

313

электрических сигналов, соответствующих монохроматизированным монохрома- тором 13 потокам излучения измерительного и контрольного каналов.

Разделенные по временному признаку электрические сигналы с фотоприемника 14 усиливаются усилителем 19, обрабатываются.раздельно демодуляторами 20 и 21, стробируемьгх сигналом с фотодиода 25. Демодулятором 20 осуществляется выделение и демодуляция электрического сигнала с фотоприемника 14, соответствующего потоку излучения измерительного канала. Демодулятором 21 осуществляется выделение и демодуляция электрического сигнала с фотоприемника 14, соответствующего потоку излучения контрольного канала Электрические сигналы с выходов демодуляторов 20 и 21 в виде постоянных напряжений поступают соответственно на входы делимого и делителя делительного устройства 22, С выхода делительного устройства 22 сигнал вводится в ЭВМ 23.

Измерение спектрального коэффициента пропускания производится в два приема.

Вначале (без установленного в устройство контролируемого объекта) в память ЭВМ 23 автоматизированной системы 15 регистрации вводят эталонный спектр Т р ( ) с делительного устройства 22. Эталонный спектр 1 ( Д) представляет собой отношение потоков излучения в узком спектральном диапазоне, выделенных монохроматором 13, поступающих на фотоприемник 14 из измерительного и контрольного каналов. Поскольку в автоматизированной системе 15 регистрации блоками 19 - 22 осуществляется оперативное сравнение двух электрических величин, соот- ветствуюпщх этим двум каналам излучения, эталонный спектр I ( Л ) не зависит от оптических характеристик элементов устройства, являющихся общими для двух автоколлимационных систем, т.е. не зависит от характеристики источника излучения, спектрального коэффициента пропускания мо- нохроматора 13, спектральной чувствительности фотоприемника 14.

При записи эталонного спектра Iр (Л ) подвижная платформа 8 установлена в положение, соответствующее нулевому отсчету на линейке 9 с прямо пропорциональной шкалой, подвиж

84

ная платформа 1 I ycTaHOBJieHa в положение, соответствующее отсчету (го ) на линейке с обратно пропорциональной шкалой.

Затем в устройство вводят контролируемый объект, устанавливая его на столик 5. Совмещают переднюю главную плоскость контролируемого объекта с задней фокальной плоскостью первого объектива 4. Подвижную платформу 8

перемещают на расстояние, равное рас- стояг ию между главными плоскостями контролируемого объекта, отсчитывают на линейке 9 этот отрезок. Платформу

11 перемещают, отсчитывая на линейке 12. отрезок, равный f /F,, где f - фокусное расстояние объективов 4 и 6 а F - фокусное расстояние контролиру емого объекта,

В память ЭВМ 23 вводят измеряемый спектр с делительного устройства 22. Размеряемы спектр I ( Л ) j ввиду двойного прохода излучения через контролируемый объект, представляется

в виде

I ( 1 ) I о ( Л ) Т

Т ( Л ) - спектральный коэффрпдиент .пропускания контролируемого объекта с

ЭВМ 23 осуществляет деление измеряемого спектра I (Д ) на эталонный спектр I5 (Л )5 извлекает корень квадратный из результата деления и осуп1ествляет вывод полученных данных о спектральном коэффициенте пропускания контролируемого объекта.

Форму л а изобретения

Устройство для измерения спектральных Коэ4)фициентов пропускания оптических элементов и систем, содержащее коллимированный источник излучения и последовательно установленные по ходу излучения светоделитель, столик для контролируемого объекта, автоколлимационное зеркало, монохроматор и фотоприемник с автоматизированной системой регистрации, отличающееся тем, что, с целью расширения типов контролируемых . объектов и повьшение точности измереНИИ, в него введены второе автоколли-

мационное зеркало и два идентичных объектива, причем первьш объектив- расположен между светоделителем и

513173386

столиком для контролируемого объекта,ме, снабженной линейкой с прямо про- второй объектив расположен между сто-порциональной шкалой, второе автокол- ликом для контролируемого объекта илимационное зеркало расположено по автоколлимационным зеркалом, установ-ходу отраженного от светоделителя из- ленным в задней фокальной плоскости 5лучения и закреплено на второй под- второго объекпива, и закреплен сов-внятной вдоль оптической оси платфор- местно с этим зеркалом на первой под-ме, снабженной линейкой с обратно про- вижной вдоль оптической .оси пла,тфор-порциональной шкалой.

Изобретение относится к спектро- фотометрии и может быть использовано для контроля спектрального пропускания оптических элементов и систем. Целью изобретения является расширение типов контролируемых объектов и повьштение точности измерений. В измерительный канал фотометра вводятся два идентичных объектива 4 и 6 и с помощью автоколлимационных.зеркал 7 и 10, размещенных на подвижных платформах (ПИ) с измерительными линейками, создаются условия, при которых независимо от знака и величины фокусных расстояний .контролируемых объектов световые поля на входе из измерительного и контрольного каналов строго идентичны. До установки контролис S (Л СА sj со со 00