ОТСЧЕТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЯЛУЧА СВЕТА Советский патент 1970 года по МПК G02F1/01 G02F1/29 

Изобрегеняе относится к оптико-.механическим приборам.

Известные устройства для измерения откло.нения луча, например, в рефрактометре с лин-. зовым компенсатором, жестко связанным с приводом и индикатором, дифференциальным фоторезисгором и усилителем, за счет нестабильности параметров чувствительного слоя, ограниченной спектральной характеристики дифференциальных фотоприемников и широкой токосъемной полосы, играющей рольиульпункта, не позволяют получить высокую точность измерений.

Предлагаемое отсчетное устройство к рефрактометру повышает точность измерения отклонения луча -в широком спектральном диапазоне за счет размещения между линейным компенсатором и фотоприемником поляризационного модулятора с неподвижным анализатором, выполненным из двух соединенных торцами элементов с несовпадающей, например, взаимно перпендикулярной ориентацией плоскостей поляризации, линия раздела между которыми перпендикулярна направлению отклонения луча, и поляризатором, плоскость поляризации которого совпадает с биссектрисой угла, образуемого плоскостями поляризации пластин анализатора.

на фиг. 2 - эпюры напряжений, возникающих при различных положениях отклоняющего луча. Сформированный и претерпевший отклонение, например в горизонтальной плоскости в объекте Л луч света проходит через линейный, например линзовый, компенсатор 2 и поляризационный модулятор, выполненный в виде поляризатора 3 и анализатора 4, на котором

фокусируется луч света.

После анализатора луч света воспринимается фотоприемником 5, связанным с регистратором 6.

Сложный анализатор 4 состоит из двух примыкающих друг к другу поляризационных элементов, плоскости поляризации которых либо взаимно перпендикулярны, либо образуют собой острый угол, а линия раздела между которыми перпендикулярна направлению отклонения луча и играет роль нульпункта, т. е. устанавливается так, что при нулевом положении компенсатора 2 и нулевом отклонении луча света протекция луча находится на этой линии и, например, делится на равные части.

При вращении плоскости поляризации падающего на анализатор света, например при вращении поляризатора 3 соединенные торцами элементов анализатора в разные моменты

мый на анализатор свет. В этом случае полярнэацнонный модулятор работает как механическая строго фиксируемая шторка, попеременно открывающая половинки анализатора, ко граница между пластинами анализатора неподвижна и иметь очень небольшие размеры, и изменение нропускания света происходит одновременно по всей поверхности каждой пластины-ноловинки анализатора.

Для повышения быстродействия модулятора поляризатор 3 неподвижен и ориентирован так, что его плоскость поляризации совпадает с биссектрисой прямого или острого угла, образуемого плоскостями поляризации половинок анализато)а, а между поляризатором 3 и анализатором 4 установлен элемент 7, обладаюш,ий магнитно- или электрооптическим эффектом, возбуждаемый переменным током или напряжением, вырабатываемым генератором 8.

Привод Я управляемый регистратором 6, синхронно связан с линейным компенсатором 2, который, в свою очередь, связан с отсчетным устройством W.

Устройство работает следующим образом.

При подаче возбуждения на элемент 7 примыкающие друг к другу половинки слолшого анализатора 4 попеременно синхронно этому возбуждению пропускают сфокусированный в его плоскости луч света.

Если луч света не отклоняется и компенсатор 2 установлен в нулевое положение, то луч света находится на линии раздела между половинками анализатора 4, и фотоприемник 5 в течение обоих полупериодов изменения возбуждения, приложенного к элементу 7, воспринимает одинаковый по интенсивности свет (см. фиг. 2а).

При отклонении объектом 1 луча света (от нулевого положения) смещается также и его проекция на анализаторе 4, находящемся в фокальной плоскости луча. Это приводит к тому, что анализируемый луч света неодинаково воспринимается фотоприемником 5 в течение обоих иолупериодов воздействия переменного возбуждения, подаваемого на эле.мент 7.

В этом случае интенсивность света, воспринимаемого фотоприемником 5, больше (максимум при большом смещении луча) в тот момент, когда поворачиваемая элеме 1том 7 плоскость поляризации света совпадает с плоскостью поляризации той части сложного анализатора 4, на которую проектируется большая часть луча света.

Как показано на фиг. 2 (б, в), фаза переменной составляющей сигнала, получаемого от фотоприемника 5, в зависимости от направления смещения луча относительно линии раздела половинок анализатора 4 изменяется на 180°, что и является информацией о направлении смещения. Амплитуда иеременной составляющей сигнала фотоприемника 5 зависит от степени отклонения луча света и равна нулю, когда луч делится линией раздела половинок анализатора 4 на две симметричные части. В результате обработки сигнала, получаемого от фотоприемника 5, и сравнения его по фазе с колебаниями генератора 8, на выходе регистратора 6 появляется сигнал управления, благодаря которому привод 9 перемещает линейный компенсатор 2 в нужную сторону до тех пор, пока луч света снов§ не окажется на линии раздела половинок анализатора 4.

При этом, благодаря синхронной связи с компенсатором 2, отсчетное устройство фиксирует угол отклонения луча света.

Предмет изобретения

Отсчетное устройство для измерения отклонения луча света, содержащее линейный компенсатор, связанный с отсчетным элементом и приводом, модулятор, фотоприемник и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений в широком спектральном диапазоне, между линейным компенсатором и фотоприемником установлен поляризационный модулятор с вращающимся поляризатором и неподвижным анализатором, выполненным из двух примыкающих друг к другу поляризационных элементов с несовпадающей, например, взаимно перпендикулярной ориентацией плоскостей поляризации, линия раздела которыми перпендикулярна направлению отклонения луча.