Способ прецизионного определения положений интерференционных полос в шкале волновых чисел Советский патент 1989 года по МПК G01N21/45 

Изобретение относится к оптической измерительной технике и может быть использовано при решении целого ряда типовых задач двухлучевой спектроин- терферометрии, таких как измерение оптических толщин, дисперсии стекол, излучение относительных сил осцилляторов, диагностика плазмы и т.д.

Цель изобретения - повышение точности определения положений линий спектра.

На чертеже приведены измерительная внутрирезонаторная спектроинтерферо- грамМа - а (объектом измерения служили пары металлического натрия); сфотографированная вблизи нее система эквидистантных внутрирезонаторных интерференционных полос (ИП) - б и сфотографированные на то же место две

спектральные реперные линии (Л) - А, В.

Волновые числа пары полос из эквидистантной системы, каждая из которых является ближайшей к одной из реперных линий ();), и () ) можно найти с требуемой точностью. По ним легко найти период этой спектроинтерферен- ционной картины в шкале волновых чисел, Л т) ( VITI -О;) Тогда волновое число любой i-ой полосы известно (оно равно J; iovl) и его можно использовать для построения функции зависимости координат эквидистантных полос от их волновых чисел. Частота следованиях этих полос по спектру определяется настройкой интерферометра и может регулироваться.

сд о о

со 05

31

Полосы в эквидистантной системе автоматически согласованы по спектру и точности определения их координат с ИП в измерительной спектроинтерфе- реяционной картине, поскольку и те, и другие имеют одинаковое сужение и формируются в одном и том же спектральном интервале генерации лазера на красителе. Несмотря на то, что на положение максимумов в эквидистантной и измерительной епектроин- терференционной картине может влиять наличие нескомпенсированной дисперсии стекла в интерферометре Майкаль- сона, существование поперечных лазерных мод, флуктуации числа фотонов в продольных лазерных модах, точность спектроинтерференционных измерений 1 «эжет ограничиваться дефектами и зер нистой структурой фотоматериала используемого для регистрации интерференционной картины, при совместном действии всех этих факторов экв1-щи- стантность интерференционных поло.с воспроизводится с точностью 0,002 + + 0,0005 интерференционного порядка. Экспериментальная проверка этого факта проводилась в спектральном диапазоне от 5889-5922 А, где есть расположенные с достаточной частотой высокоточные реперные линии (это линии Net, получаемые разрядом с полым катодом 5922, 709 А, 5919,037 А, 5918, 907 Л, 5913,633 А; 4906,429 А, 5902,462 А, 5898,406, А и линии Na 1 5889,923 А и 5895,950 А).

Достоинство предлагаемого способа заключается в том, что для его осуществления нет необходимости в обеспечении повышенной помехоустойчивости лазерного резонатора и всех его элементов. Действительно, пусть при изменении положения или ориентации любого из элементов резонатора изме- нится оптический путь лучей через интерферометр (т.е. разность хода интерферометра L), Это приведет к сдвигу полос l и л), но эквидистантность полос сохранится. Изменится лишь расстояние между соседними полосами в шкале волновых чисел: i i 1/L. При измеь-ении разности хода, равной 0,9 мм (это соответствует

5

09

Q 5 0

0

5

0

5

164

спектральному расстоянию между вспомогательными реперными метками 4 А), на 20% dV меняется от 1 1 до 9 см , а это практически не отразится на реализации способа. Особенно удобен предлагаемый способ в случае, когда исследуемым объектом в интерферометре являются пары каких-либо металлов или плазма. В этом случае для получения эквидистантной системы ИП достаточно выключить печь кюветы с этими парами или разрядных ток через плазму.

Применение предлагаемого способа определения положений интерференционных полос в шкале волновых чисел позволяет находить эти числа с точностью, определяемой точностью измерения координат ИП на фотопластинке во всем спектральном диапазоне люминесценции красителей. Эта точность достигает 0,002 интерференционного порядка, что примерно на порядок лучше, чем у прототипа, и в 23 раз лучше, чем при измерениях внерезонаторным способом.

Формула изобретения

Способ прецизионного определения положений интерференционных полос в шкале волновых чисел, заключающийся в том, что на фотопластинке фиксируют измеряемый спектр генерации лазера со сложным резонатором, в одном из плачей которого размещают исс:ле- дуемый объект, и на той же фотопластинке фиксируют реперные спектральные линии, отличающийся тем что, с целью повышения точности определения положений линий спектра, на фотопластинке дополнительно фиксируют спектральные линии генерации лазера без исследуемого объекта внутри сложного резонатора, затем относительно двух реперньк линий, ближайших к спектральным линиям дополнительного спектра, определяют координаты двух крайних линий дополнительного спектра и измерения координат линий спектра генерации лазера ведут относительно ближайших к ним линий из дополнительного спектра.

t

00 О BOOООВО

о о о Q о б I I

0800 О Я

t

AV

Изобретение относится к квантовой радиофизике, точнее к способу прецизионного определения положений интерференционных полос в шкале волновых чисел. Цель изобретения - повышение точности определения положений линий спектра. На фотопластинке фиксируют реперные линии и спектры генерации лазера с исследуемым объектом и без него. По координатам реперных линий определяют координаты линий спектра, генерацию лазера без объекта и уже по ним определяют координаты линий исследуемого спектра. 1 ил.

т no/IOC