ПОЛЯРИЗАЦИОННОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1968 года по МПК G01J4/04 

Р1звестные измерительные устройства, содержащие измерительное приспособление и осветитель, не позволяют диагностировать микрозерна на основе поляризационных измерений по Друде.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что в плоскость апертурной диафрагмы его осветительной системы с призмой Наше установлено смещенное с оптической оси круглое отверстие, через которое каждая точка щлифа освещается плоскополяризованным пучком лучей со средним углом падения, соответствующим углу Брюстера для кварца. Это отличие позволяет диагностировать микрозерна на основе поляризационных измереНИИ по Друде.

На фиг. 1 показана принципиальная оптическая схема описываемого устройства; фиг. 2 поясняет принцип освещения и измерения оптических характеристик по методу Друде.

Устройство содержит источник / излучения, коллектор 2, непрозрачную пластинку с отверстием 3, линзу 4, поляризатор 5, диафрагму 6, линзу 7, иризму 8 Наше, объектив Я поверхность объекта 10 и измерительное приспособление, состоящее из компенсатора 11, поляриода-анализатора 12, линзы 13, зеркал 14, 15, объектива 16, окуляра /7, дифракционной решетки 18, зеркала 19, щели 20, диска 21 и фотоумножителя 22.

В точку О зрачка (см. фиг. 2) через линзы 4 и 7 и призму 8 Наще отображается центр небольшого круглого отверстия 3. Освещаемое лампой / через коллектор 2 отверстие 5 располагается так, чтобы изображение его центра вблизи от края зрачка, а направление на него из центра зрачка составляло угол 45° с ребром призмы 8 Наще. Поляриод-поляризатор 5 ориентируется так, чтобы направление колебаний светового вектора было параллельно ребру ВС цризмы.

В падающей световой волне компоненты светового вектора Е и Е будут иметь величины „--, так как линия 00 являет/2

ся проекцией плоскости падения лучей на поверхность А щлифа. Состояние поляризации света после отражения в точке О определяется углом падения лучей на поверхность и оптическими свойствами зерна. /4„ и %.

Кальцитовый компенсатор 11 по Береку (возможно компенсатор из кристаллического кварца), ось вращения которого устанавливается Перпендикулярно к линии 00, служнт для измерения сдвига фаз между векторами Е и Е в отраженной световой волне. Азимут восстановленной поляризации после устранения сдвига фаз между компонентами .может быть измерен с помощью поляроидаанализатора 12, связанного с измерительным лимбом. Изображение поверхности объекта 10, пройдя объектив 9, тубусной линзой 13 и зеркалом 14 проектируется на алюминированную поверхность вогнутого зеркала 15. Здесь оно, может рассматриваться через зрительную трубу, состоящую из ахроматического объектива 16 и окуляра 17.

При измерении наблюдатель, смотрящий в окуляр 17, должен последовательными наклонами пластины компенсатора 11 и поворотом анализатора 12 погасить интересующую структуру. Отсчеты по щкале компенсатора и лимбу анализатора при погашенной структуре будут определенными характеристиками, связанными с ее оптическими свойствами.

Исследователь стремится погасить изображение структуры, наблюдаемой через окулятор 17, при освещении ее полным светом источника. Из-за дисперсии оптических свойств п(А,) и I(A) эта операция не всегда удается. Изображение после выполнения компенсирующих перемещений компенсатора Берека и анализатора может оказаться раскращенным.

Для измерения оптических характеристик по спектру в алюминированном зеркале 15 делается небольшое прозрачное отверстие, на которое при наблюдении в окуляр может быть приведено изображение подлежащей изучению структуры. Свет через отверстие в зеркале 15 попадает в систему монохроматора, состоящую из плоской дифракционной рещетки 18, вогнутого зеркала 19 и выходной щели 20. Через выходную щель 20 вращением рещетки 18 можно пропустить тот или ИНОЙ участок видимого спектра от 360 до 720 нлг.

За выходной щелью 20 устанавливается модулирующий диск 21, посредством которого на катод фотоумножителя 22 подается модулированный световой поток из монохроматора. Электрический сигнал с фотоумножителя усиливается, детектируется и подается на измерительный прибор.

Задача исследователя состоит в том, чтобы для выбранного участка спектра привести отсчет измерительного прибора к минимуму, действуя механизмами компенсатора и анализатора. В случае анизотропных веществ получаемые на приборе характеристики микрозерен - сдвиг фаз и азимут восстановленной поляризации - будут зависеть от ориентации поверхности щлифа относительно кристаллографических осей зерна и ориентации последних относительно плоскости падения лучей на поверхность. Для таких анизотропных зерен измерения должны выполняться при поворотах столика микроскопа на различные углы. Поворачивая столик вокруг оси, перпендикулярной к поверхности щлифа, исследователь должен найти для выбранного участка спектра

Pmax max mln mln

где ф-азимут восстановленной поляризации,

б-сдвиг фаз.

Положение изображения относительно отверстия 3 в зрачке микроскопа удобно выверять с помощью щлифа из полированного аморфного кварца. Центр изображения отверстия 3 предлагается устанавливать так, чтобы средний угол падения освещающих лучей был равен углу Брюстера для аморфного кварца. Для ,46 угол Брюстера

i|5 arctgn arctg 1,46 55°30. При установке на столике шлифа из аморфного кварца нужно смещением отверстия 3 в направлении, перпендикулярном к оси осветительной системы, найти такое его положение, при котором азимут восстановленной поляризации равен 45° при .

Предмет изобретения

Поляризационное измерительное устройство, содержащее измерительное приспособление и осветитель, отличающееся тем, что, с целью диагностики микрозерен на основе поляризационных измерений по Друде, в плоскость апертурной диафрагмы осветительной системы с призмой Наще установлено- смещенное с оптической оси круглое отверстие, через которое каждая точка щлифа освещается плоскополяризованным пучком лучей со средним углом падения, соответствующим углу Брюстера для кварца.

IS

TW / /fl

. .