Способ измерения двойного лучепреломления веществ Советский патент 1993 года по МПК G01J4/00 

Способ измерения двойного лучепреломления (ДЛП) веществ относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использован как при создании средств контроля двойного лучепреломления веществ, так и при измерениях производственного и научно-исследовательского характера.

Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений.

Способ основан на том факте, что дисперсия двойного лучепреломления на этих длинах волн не может быть такой, чтобы

разность фаз на этих длинах волн находилась в различных периодах вплоть до нескольких десятков периодов, поэтому выбрав значение разности фаз для AI , соответствующее целому числу периодов, получают значение дробной части разности фаз для А2 в этом же периоде.

Повышение точности измерения двойного лучепреломления обеспечивается путем исключения погрешности корректирования вспомогательной длины волны и дробного порядка интерференции в зависимости от дисперсии двойного лучепреломления образца,

00

00 СП

ь ел

Расширение диапазона измерений достигается устранением необходимости эта- лонирования..

Способ измерения двойного лучепреломления веществ, содержащие признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не обнаружены.

На чертеже представлен пример осуществления описанного способа.

Свет от источника 1 через монохрома- тор 2 и поляризатор 3 направляют на измеряемый образец 4, за образцом 4 свет пропускной через четвертьволновую пластину 5, анализатор б и направляют на фотоприемник 7, а сигнал с фотоприемника 7 направляют в измеритель 8.

Монохроматический пучок света с длиной волны А поляризуют так, чтобы плоскость поляризации составила угол 45° с главными осями измеряемого образца 4. Четвертьволновую пластинку 5 ориентируют так, чтобы одна из ее главных осей совпадала с плоскостью поляризации поляризатора 3,

Изменяя длину волны Ai компенсируют разность фаз так, чтобы она соответствовала целому числу -периодов. Момент компенсации определяют по минимуму сигнала измерителя 8, поступившего на него с фотоприемника 7. Затем изменяют длину волны света так, чтобы можно было обнаружить раскомленсацию света, прошедшего образец 4. Далее вращением анализатора б компенсируют свет до минимума и по удвоенному углу поворота анализатора 6 определяют разность фаз света длиной волны Да . Используя зависимость, определяют период разности фаз, а по периоду разности фаз и измеренному значению разности фаз по зависимости определяют полную разность фаз для длины волны евета A-t или Аа

Полная разность фаз на длинах волн света AI и А2 равны соответственно,

ум

рг

2я:Дп1 d й

2л:Дп2сГ Ј

(1)

(2)

где т - период разности фаз

Р. pi дробные части разности фаз для AI , Аа соответствэнно градус,

d.- длина пути света в веществе MJ;

Ant, Ana - коэффициенты двойного лучепреломления

Ai , Аа- длина волн света М.

Поделив уравнение (1) на (2) получим

Лги 11 -щ- А2-

Ani

An 2

A2-Ai

(3)

Поскольку т целое число, то без учета отношения дисперсий двойного лучепреломления Am/Ana, m получается в виде смешанной дроби, где при Ani Ana, целая часть дробного числа равна т. Если при измерении на длине волны Ai скомпенсированная разность фаз соответствует целому количеству периодов, то есть дробная часть разности фаз (р 0 , можно записать:

(m+k)

p2.ki

360 (А2 -АО

Отбрасывая дробную часть в выражении получаем число т, полная разность фаз света прошедшего измеряемый образец на длине волны А2 определяется по формуле

2

m

2 л:Ап2 d

следовательно коэффициент двойного од лучепреломления на длине волны Аа равен

(4)

Проверка уравнения (1) показывает, что оно справедливо для всех веществ в пределах нескольких десятков периодов разности фаз,

Использование заявляемого способа измерения двойного лучепреломления веществ по сравнению с прототипом позволяет получить более высокую точность измерений за счет исключения погрешности корректирования вспомогательной длины волны и дробного порядка интерференции в зависимости от дисперсии двойного лучепреломления образца. При использовании заявляемого способа

устраняется необходимость эталонирова- ния, это г.озьоляет расширить диапазон измерений Способ особенно эффективен при измерении объектов малых размеров тонких химических нитей, пленок, геологических шлифов и т.д.

Изобретение позволяет исключить влияние дисперсии двойного лучепреломления. С учетом того, что разность фаз последнего периода измеряется методом Сенармона, предлагаемый способ позволяет повысить

точность измерения двойного лучепреломления веществ. Погрешность измерений при этом составляет (0,1-1)%.

Формула изобретения Способ измерения двойного лучепре- ломления веществ, включающий облучение измеряемого образца вещества монохроматическими поляризованными пучками света двух длин волн, измерение дробных частей разностей фаз на этих длинах волн и опре- деление двойного лучепреломления при известном размере образца, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, выби: рэют длины волн из условия соответствия скомпенсированной разности фаз целому числу периодов, затем изменяют длину волны света, компенсируют разность фаз и. по моменту компенсации определяют дробную часть периода разности фаз, а полный пери-

од разности фаз света, прошеяшего образец, определяют по формуле

360 (Хг -AT)

где т - целая часть периода разности фаз света без учета дисперсии двойного лучепреломления;

К -дробная часть периода разности фаз света без учета дисперсии двойного лучепреломления;

Л.1 , Аз - длины волн света; (pi- разность фазы света, прошедшего образец на длине волны AI по установленному полному периоду разности фаз определяют полную разность фаз света, прошедшего образец, и определяют его двойное лучепреломление.

Использование: контрольно-измерительная техника. Сущность изобретения: измеряемый образец облучают монохроматическим поляризованным пучком света на двух длинах волн. Пучок света поляризуют так, чтобы плоскость поляризации составила угол 45° с главными осями измеряемого образца. Выбирают такую длину волны, чтобы скомпенсированная разность фаз соответствовала целому числу периодов, Изменяя длину волны света, компенсируют разность фаз. По моменту компенсации определяют дробную часть периода разности фаз света. Полный период разности фаз света f прошедшего образец, определяют по формуле /(360(h. -At )), где т - целая часть периода разности фаз света без учета дисперсии двойного лучепреломления, К-дробная часть периода разности фаз света без учета дисперсии двойного лучепреломления, AI и Аг - длины волн света, pi - разность фаз света, прошедшего образец на длине волны Яг . По установленному полному периоду разности фаз определяют полную разность фаз света, прошедшего образец. Затем при известном поперечном размере образца определяют его двойное лучепреломление. 1 ил. СГ С