Спектрофотометр Советский патент 1988 года по МПК G01J3/42 

11

Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения.

Целью изобретения является повышение точности измерений путем улучшения отношения сигнал - шум при измерении спектральных характеристик объектов в поляризованном свете.

На фиг.1 показана структурная схема устройства при измерениях с ис пользованием Р-компоненты излучения; на фиг.2 - то же,для S-компоненты излучения; на фиг.З - схема взаимной ориентации осей двулучепреломляющей пластины и направления электрического вектора падающей на нее световой волны.

Устройство содержит оптически соп ряженные источник 1 излучения, моно хроматор 2, выходная щель которого расположена в фокальной плоскости коллиматорного объектива 3, поляризатор А, выполненный в виде заклеенного в светоделительный кубик поляризационного интерференционного покрытия, фазосдвигающее устройство 5, выполненное, например, в виде полуволновой двулучепрелом ляющей пластины, дополнительный поляризатор 6, зеркала 7 и 8, установленные соответственно в первом и во втором оптических каналах, расположенные по разные стороны относительно плоскости отражающей поверхности поляризатора 4, компенсатор 9, установленный в первом оптическом канале, фотоприемник 10, отсчетное устройство 11 и держатель 12 образца

Спектрофотометр работает следующим образом.

Свет от источника 1 излучения про ходит через монохроматор 2 и колли- маторньм объектив 3, на выходе которого он преобразуется в параллельный Параллельньй поток попадает на поляризатор 4, который пропускает излучение, электрический вектор которого параллелен плоскости .падения (Р-ком- понента), и отражает излучение, электрический вектор которого перпендикулярен плоскости падения излучения (S-компонента).

Отраженный световой поток попадает во второй оптический канал и проходит через фазосдвигающее устройство 5, которое повор,ачивает вектор поляризации излучения на 90 , затем- через дополнительный поляризатор 6

84108;

и отражается от .iepKn. ia 7, прохоцит через исследуемый обра: ец, чакргплкм - ный на держателе 12, и попадает на фотоприемник 10.

Световой поток, прошедший через поляризатор 4, отражается от зеркала 8, проходит через компенсатор 9 и также падает на исследуемый об- JQ разец, а пройдя через него, - на фотоприемник 10, сигнал от которого регистрируется отсчетным устройством 11,

Углы падения излучений первого и 5 второго оптических каналов на исследуемый образец одинаковы, а оси первого и второго каналов при падении излучения на плоский исследуемый образец задает одноименные компоненты 20 поляризованного из.пучения.

В процессе измерений сначала измеряют сигнал от фотоприемника 10 без исследуемого образ ца 1, а затем устанавливают исследуемый образец и 25 измеряют сигнал I, . Коэффициент пропускания образца Тр или Tg равен 1,/1о.

Фазосдвигающее устройство может быть выполнено, например, в виде полуволновой двулучепреломляющей пдас-. тины. Оси полуволновой пластины К, и К„ ориентированы под углом 45 относительно вектора напряженности электрического поля Е (фиг.З).

В тех случаях, ко.гда исследования необходимо проводить в широком спектральном диапазоне, в качестве фазо- сдвигающего устройства следует применять ахроматическую составную двулучепреломляющую полуволновую

о

пластину.

Предлагаемьй спектрофотометр по сравнению с известным имеет примерно в 1,4 раза более высокую точность измерений, что обеспечивается улучшением соотношения сигнал - шум. Кроме того, имеет в два раза более высокую производительность измерений за счет сокращения времени, затрачиваемого на один акт измерений, при заданном .значении точности определения Tp(Tg).

Спектрофотометр удобен при -аттестации поляризаторов на основе интерференционных оптических покрытий, так как при этом приходится измерять малые сигналы при определении положения фронта спектральной характеристики интерференционного покрытия.

30

35

40

45

50

55

Формула изобретения

1, Спектрофотометр, содержащий оптически связанные источник излучения монохроматор, коллиматор, поляриза- тор, держатель ббразца и фотоприемник, а также регистрирующее устройство, соединенное с фотоприемником, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений пууем улучшения отношения сигнал - шум при измерении спектральных .характеристик объектов в поляризованном свете, устройство дополнительно содержит первое зеркало, компенсатор, фазосдвигающее устройство, дополнительный поляризатор и второе зеркало причем основной поляризатор выполнен в виде помещенного в светоделитель- ный кубик интерференционного покры-

тия, плоскость которого совпадает с плоскостью светоделения, первое и второе зеркала расположены по разные стороны от плоскости, проходящей через интерференционное покрытие основного поляризатора, при этом поляризатор оптически связан с держателем образца через первое зеркало и компенсат.ор, а также через фазосдвигающее устройство, дополнительный поляризатор и второе зеркало. 2. Спектрофотометр по п.1, о т - личающийся тем, что фазосдвигающее устройство выполнено в виде полуволновой двулучепреломляю- щей пластины, установленной перпендикулярно оси, на которой установлены допЬлнительный поляризатор и второе зеркало.

Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению. Целью изобретения является повьшение точности измерений путем улучшения отношения сигнал - шум при измерении спектральных характеристик объектов в поляризованном свете. Свет от источника излучения проходит монохроматор и коллимируется с помощью коллиматора, С помощью поляризатора, выполненного в виде интерференционного покрытия, помещенного в светоделительный кубик, излучение разделяется на взаимно перпендикулярные компоненты. Одна компонента попадает на фотоприемник, проходя через первое зеркало, компенсатор и держатель образца. Другая компонента проходит через фазосдвигающее устройство, дополнительный поляризатор, второе зеркало, держатель образца и также попадает на фотоприемник. Фазосдвигающее устройство может быть выполнено в виде полуволновой двулуче- преломляющей пластины. Эта пластина устанавливается перпендикулярно оптической оси. Спектрофотометр позволяет сократить время на проведение измерений при заданной точности измерений. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. § 1(Л

9 12 10

567

Фиг.1

Г

ТJ

ia.S

к,

)i

иг 5

Г

5