Способ определения показателя преломления объекта из оптически прозрачного материала Советский патент 1987 года по МПК G01N21/41 

1.1345099

относится к измеритель-- 0,2

- 2,0 0,2 рисун смеще нятьс показ лах 1

мой технике, в частности к способам определения показателя преломления объектов из оптически прозрачных материалов, широко применяемых в оптическом приборостроении, и может быть использовано для определения одинаковых и однородных по показателю преломления пластин из пористого высококремнеземного стекла, используемых в качестве заготовок для формирования микроэлементов, применяемых в волоконно-оптических системах связи. Целью изобретения является расширение области применения способа на класс плоскопараллельных пластин из пористого стекла, что необходимо для определения на них одинаковых и однородных по показателю преломления областей.

На чертеже изображена схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство для определения показателя преломления объекта из оптически прозрачного ма.териала содержит монохроматический источник 1 излуче- .ния, например лазер типа Ж -79 с телескопом, маску 2 с рисунком, выполненную в виде плоскопараллельной пластины, на одну из сторон которой нанесена металлическая пленка с вытравленными в пределах областей заданной формы (круг, квадрат) штрихами, и расположенную вплотную к исследуемой пластине 3 на юстировочном столи- - ке 4, микрообъектив 5 и окуляр 6,

Размеры b элемента рисунка маски выбирают из соотношения а . d 0,1 d, где а - размер слоистой неоднородности оптически прозрачного пористого стекла (а 0,05 мм) d - размер маски, В частности, для поляризационного микроскопа марки МИН-8, на базе которого может быть собрано данное устройство, при-использовании в качестве монохроматического источника лазера модели ЛГ-79 (длина волны Л .0,63 мкм, диаметр выходного окна Ф f, 2 мм) , телескопа с увеличением

2

микрообъектива ОМ-24 с V

9, фокусным расстоянием 15,5 мм и диаметром объектива

D

о5

4 мм при определении показателя преломления плоскопараллёльных пластин из пористого высококремнеземного стекла с пористостью g

0,65 и толщиной t 1,0 - - 2,0 мм при маске с размером d 0,2 - 2,0 мм и размером элемента рисунка b 50-200 мкм продольное смещение изображения al будет изменяться в пределах 0,12 - 0,4 мм, а показатель преломления п-в пределах 1,15 - 1,36.

Способ ос уществляют следующим образом.

Объективом 5 формируют резкое и неискаженное изображение маски размером (J с элементами рисунка разме5 ром Ь, освещаемой потоком монохроматического излучения от источника 1. Размер маски равен размеру формируе- мьк в дальнейшем на пластине оптических микроэлементов. Роль эталонно0 го образца в данном случае выполняет воздушная пластина. Положение объектива фиксируют. Далее вплотную к маске устанавливают плоскопараллельную пластину из пористого стекла. Смеще нием объектива вдоль оптической оси устройства вновь добиваются резкого и неискаженного изображения маски с элементами рисунка. Вновь фиксируют положение объектива и определяют величину смещения.

При устранении пластины из направленного потока монохроматического излучения изображение маски с риСун- ком становится нерезким, так как рас35 стояние между маской, установленной вплотную к пластине со сторойы освещения ее потоком монохроматического излучения, изменяется на величину

0

d t

п-1 п

где ЛI - продольное смещение изображения, формируемого объективом, м;

t - толщина пластины из пористого высококремнеземного стекла в области определения, м; п - показатель преломления

пластины в области, равной размеру маски.

Далее маску перемещ;1ют по всей поверхности пластины с шагом р d. Области, где изображение элементов рисунка остается резким и неискаженным, а величина смещения - одинаковой,определяют как области одинаковые и однородные по показателю преломления.

Например, для стекла марки ст.8А с g 0,25, t 1,05 мм, d 0,8 мм, b 100 мкм л оказалось равным 0,236 мм, а показатель преломления 1,29; для стекла марки AII-35 с g 0,45, t 1,6 мм, d 1,0 мм, b 80 .0,288 мм, а показатель преломления 1,22.

Выбор размера маски равным размеру формируемой в дальнейшем на пластине микролинзы обусловлен размером области определения показателя, а выбор размера злемента рисунка соизмеримым с размером неоднородности пористого стекла связан с однородностью показателя преломления в пределах определяемой области. Одинаковость величин показателя преломления в пределах маски с разрешением, равным размеру неоднородности, позволяет рассматривать эту область как однородную область постоянной оптической толщины.

Формула изобретения

Способ определения показателя преломления объекта из оптически прозрачного материала, включающий после- довательное освещение эталонного и исследуемого объектов через маску с

0

5

0

5

о

рисунком и формирование изображения элемента рисунка объективом путем относительного смещения объектива и маски в направлений освещения, определение показателя преломления объекта по величине смещения от положения, соответствующего сформированному изображению злемента рисунка маски при освещении эталонного объекта, до положения, соответствующего сформированному изображению элемента рисунка маски при освещении исследуемого объекта, отличающийся тем,-что, с целью расширения области применения способа, освещают монохроматическим потоком излучения эталонный и исследуемый объекты, выполненные в виде плоскопараллельных пластин из пористого стекла, через установленную вплотную к пластине маску с размером элемента рисунка Ь, выбранным из соотношения

а b i: 0, 1 d,

где а - размер слоистой неоднородности оптически прозрачного пористого стекла; d - размтер маски,

а изображение элемента рисунка маски формируют путем смещения объектива.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, для определения одинаковых и однородных по показателю преломления областей пластин из пористого высококремнеземного стекла, используемых в качестве заготовок для формирования микрооптических элементов, применяемых в волоконно-оптических системах связи. Целью изобретения является расширение области определения показателя преломления. Для этого вплотную к пластине устанавливают со стороны освещения ее монохроматическим потоком излучения маску,размер которой а равен размеру области определения, а размер элемента рисунка Ъ на маск выбран из соотношения а Ьй1/Ы, где а - размер слоистой неоднородности оптически прозрачного пористого стекла (а 0,05 мм); d - размер маски (N 10), формируют объективом резкое и неискаженное изображение элементов рисунка, перемещают маску по всей поверхности пластины, и определяют области, где изображение элементов рисунка остается резким и неискаженным, и определяют величину смещения объектива. 1 ил. СО сд о UD СО

Редактор А.Маковская

Составитель С.Голубев Техред М.Дидык

Заказ 4913/43

Тираж 775 Подписное

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 С.Черни