Линейный компенсатор разности хода лучей Советский патент 1987 года по МПК G02B5/30 

1

Изобретение относится к оптике, л ,более конкретно к технологии изготов ления приборов для измерения парамет ров двулучепреломления в оптически анизотропных прозрачных телах.

Цель изобретения - увеличение рабочего поля.

На фиг.1 представлена конструкция компенсатора; на фиг.2 - схема расположения компенсирующих элементов, имеющих оптическую чувствительность разных знаков и изготогшенньк путем изгиба полосы в собственной плоскости; на фиг.З и 4 - выбор параметров указанного изгиба.

Линейный компенсатор содержит два компенсирующих злемента 1 и 2 из оптически чувствительного полимерного деформированного материала, выполненных в виде плоскопараплельных пластин, которые вырезаны вдоль направления изменения вида или степени деформации, и устройство для взаимного смещения элементов в этом направлении, состоящее из микрометрического винта 3, на котором укреплен от- счетный барабанчик 4 с тарированной шкалой, и предварительно поджатой возратной пружины 5. Компенсирующие элементы и устройство для их взаимного перемещения заключены в корпус 6. Компенсирующий элемент 2 закреплен в корпусе 6 неподвижно. Элементы 1 и 2 выполнены из двух различных полимерных материалов, причем один элемент из материала с пололштельной оптической .чувствительностью, например из материала по основе эпоксидных смол, а другой из материала с отрицательной оптической чувствитепь- костью, например из материала МИХМ-ИМАШ. Концы элементов 1 и 2, подвергнутые одинаковому виду деформации, обращены в одну сторону.

Устройство работает следующим образом.

Компенсатор устанавливается в рл- бочую зону полярископа и центрируется с его оптической осью. В ncxoAHON; положении компенсирующие элементы 1 и 2 нейтрализуют друг друга.

Для измерения оптической разносvn хода в исследуемом объекте вращают микрометрический винт 3 и перемещает

в ту или другую сторону ПОДБИЖНЫЙ

компенсирующий элемент 1 относите.ит. но пеподвижного 2 до положен я компенсации, т.е. до полного гашения

10

15

2(

25

287802

интерферсн1цш11ной картины в точке измерения. За счет перемещения ком- пенсирую1це1 о элемента 1 суммарный |.. оптический ;)cJ)(l)eKT в исследуемом объекте и компенсируюащх элементах обращается в луль ,

Оптическая разностг) хода лучей в компенсаторе п оопорциональна смещению компенсирующего элемента 1. Величина смещения определяетс;я по углу поворота отсчетного барабанчика 4, кото- . рый может быть протарироваг и в измеряемых величинах.

Пример 1, В компенсаторе используются ко -1 енсирую11а- е элементы в виде плоских прямоугольных пластинок, вырезаемых в поперечном Р1а1травлении из изогнутой в своей плоскости гюло- с)1-заготовки с фиксированнь;ми дефор- мaIIИя ш изгиба, однако, в отличие от известного устройства,один компенсирующий элемент изготапливается из эпоксидной смолы с положительной оптической чувствительностью, а другой из материала МИХМ-И1-1АШ с отрицательной оптической чугэстнительностью. Благодаря этому компенсирующие пластинки не надо поворачивать одну относительно другой в исходной плоскости. Компенсирующие элементы налагаются друг на друга эоиамн с одинаковой деформацией. Поэтому кривизна полос интерференции в ком пенсирующих элементах совпадает и взаимное гашение оптической разности хода противоположных знаков происходит в более широкой зоне, чем в известном устройстве (фиг . 2) ,, что и обеспечивает увеличение рабочего поля компенсатора по срлвнению с ним,

При замораживаяии деформаций изгиба в ли.стовых заготовках из различных материалов необходимо обеспечит, их одинаковую кривизну l/f (jJ - радиус кривизн1з1) и одинаковое расстояние eждy полосами интерференции в обеих заготовках. Это можно достпчь, варьируя размерами заготовок и пслячигюй изгибающего момента. Ука- r.iHiibie napaNieTpH должны удовлетворять. -t:..iiP.n, управлениям (фиг . 3 и 4):

30

35

j

50

(K.,/K,J (1)

(b,/hj ьГ /,Г (2)

где МТ .

-изгнбаюгцнй моме.нт;

-Mo. iyjib пpyгости;

31328780

толщина заготовки и высота поперечного сече «;

цена полосы материала (в

напряжениях) на единицу толщины;

ют го

Ю

X R о - R; 8ц - толщина заготовки. Из условия п, (х) П),(х) получают зависимость между толщинами заготовок и частотами вращения центрифуги

(°

s,/s, (ьг/ )(,/,ииГ/k ; )(

15

Первое уравнение обеспечивает одинаковую кривизну нейтральной линии заготовок при изгибе, второе - одинаковое расстояние между полосами интерференции в обеих заготовках.

Выбор величины изгибающих моментов и толщины заготовок в соответствии с формулами (1) и (2) позволяет обеспечить наибольшую возможную площадь рабочего поля компенсатора.

П р и м е р 2. При использовании 20 заготовок, изготовленных на центри- компенсирующих элементов, получаемых фугах, и наложении их друг на друга путем центрифугирования листовых за- суммарный оптический эффект равен ну- готовок, рабочее поле и разрешающая способность компенсатора еще более возрастают.

Для получения одинакового линейного закона изменения оптического эффекта вдоль компенсирующих элемен- , тов из различных материалов можно при одинаковой длине заготовок изменять -30 толщину заготовки и частоту вращения центрифуги. Для каждой из заготовок

25

Аналогичные формулы могут быть получены при центрифугировании полимерных заготовок в тяжелой жидкости.

При совмещении свободных концов

лю. При взаимном смещении заготовок возникает оптический эффект, пропорциональный смещению, что позволяет использовать их в качестве компенсирующих элементов.

.Формула изобретения

Линейный компенсатор разности хода лучей для измерения параметров двулу- чепреломления в оптически анизотропных средах, содержащий два компенсиоптический эффект, характеризуемый числом полос интерференции, на расстоянии X от свободного конца заготовки определяется при обычном центрифугировании формулой (,2)

n,(x)k:. (2L).s./br,(3)

а ширина рабочей части заготовки определяется формулой

а(х)

де

Г,..о

плотность полимерного материала заготовки; коэффициент центрифугирования в сечении на свободном конце заготовки, равный отношению центробежного ускорения к ускорению силы тяжести; ускор ение силы тяжести;

Вд - ширина заготовки на свободном конце;

Rp - расстояние от оси вращения до свободного конца;

R - текущий радиус;

X R о - R; 8ц - толщина заготовки. Из условия п, (х) П),(х) получают зависимость между толщинами заготовок и частотами вращения центрифуги

(°

s,/s, (ьг/ )(,/,ииГ/k ; )(

Аналогичные формулы могут быть получены при центрифугировании полимерных заготовок в тяжелой жидкости.

При совмещении свободных концов

заготовок, изготовленных на центри- фугах, и наложении их друг на друга суммарный оптический эффект равен ну-

лю. При взаимном смещении заготовок возникает оптический эффект, пропорциональный смещению, что позволяет использовать их в качестве компенсирующих элементов.

.Формула изобретения

, -30

Линейный компенсатор разности хода лучей для измерения параметров двулу- чепреломления в оптически анизотропных средах, содержащий два компенси35 рующих элемента из оптически чувствительного полимерного деформированного материала, выполненных в виде плоскопараллельных пластин, которые вырезаны вдоль направления изменения вида или

40 степени деформации, устройство для взаимного смещения элементов в этом направлении с тарированной шкалой и корпус, отличающийся тем, что, с целью увеличения рабочего поля,

45 компенсирующие элементы выполнены из двух различных полимерных материалов, причем один компенсирующий элемент из материала с положительной оптической чувствительностью, другой

50 из материала с отрицательной оптической чувствительностью, а концы элементов, подвергнутые одинаковому виду деформаций, обращены в одну сторону.

5 Ъ 2 7 О-1-2- - -5

фиг2

Изобретение относится к оптическим приборам для измерения параметров двулучепреломления в оптически анизотропных прозр ачных телах. Цель изобретения - увеличение рабочего поля компенсатора, Коьшенсирующие элементы 1 и 2 в виде плоскопараллельных пластин вьтолнены из двух различных полимерных материалов с положительной и отрицательной оптической чувствительностью. Концы элементов 1, 2, подвергнутые одинаковому виду деформации, обращены в одну сторону. При измерении вращением микрометрического винта 3 перемещают элемент 1 относительно неподвижного элемента 2 до полного гашения интерференционной картины в точке измерения. Величина смещения, определяемая по углу поворота отсчетного барабанчика 4, характеризует оптическую разность хода лучей в компенсаторе, 4 ил. i (Л иг. i

1 Mf7 „ 5 fli

-, j,

fl

12

12

M

fe c:

fpl42.S

± Р

м.

z

/2

Af

М,

Редактор 0.Головач

Составитель В.Кравченко Техред М.Ходанич

Заказ 3486/49 Тираж 521Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.-Ужгород, ул. Проектная, 4

.

Корректор А.Зимокосов