Устройство для измерения степени поляризации электомагнитного излучения Советский патент 1975 года по МПК G01N21/44 

Изобретение относится к технике поляризационного и спектрального анализа электромагнитного излучения и может быть использовано для измерения степени поляризации оптического излучения из заданных областей пространственно неоднородных источников. Ь этих условиях высокая точность измерений обеспечивается только при полной идентичности и стабильности юстировки ортогонально поляризованных пучков, что исключает применение вращающихся поляризаторов. Известно устройство, содержапд,ее неподвижный линейный двупреломляющий поляризаторанализатор, разделяющий пучки с ортогональной поляризацией. Интенсивности этих пучков измеряются одновременно независимыми фотоэлектрическими трактами. Недостатки известного устройства: влияние дисперсии анализатора на смещение в пространстве ортогонально поляризованных пучков, необходимость раздельной юстировки пучков по всему оптическому тракту, а также усложненность системы регистрации и ухудшение стабильности ее работы, вызванные разделением фотоэлектрического тракта. Цель изобретения - устранение влияния дисперсии анализатора, упрощение юстировки устройства, а также повышение стабильности работы и упрощение системы регистрации. Поставленная цель достигается с помощью дополнительного поляризатора, идентичного анализатору по оптическим параметрам и установленного относительно него под углом 180. Указанный поляризатор собирает пучки, разделенные анализатором. Оба поляризатора выполнены в виде плоскопараллельных анизотропных пластин и установлены относительно элементов фокусирующей системы так, чтобы действительные изоОражения источника излучения в лучах ортогональной поляризации полностью разделялись в пространстве между пластинами. В плоскости изображений установлен модулятор, периодически перекрывающий пучки с ортогональной поляризациеи. Модулятор расположен за задним фокусом предшествующей ему линзовой системы в плоскости, в которой размер изображения /р (/ - поперечный размер источника, р - увеличение линзовой системы) оказывается меньше расхождения ортогонально поляризованных пучков+ n,ctg -, где d - толщина анизотропных пластин, 7 - угол между нормалью к рабочим граням и кристаллографической осью этих пластин, По - показатель преломления обыкновенного луча в пластинах.

Пе-показатель преломления необыкновенного луча, распространяющегося в пластинах перпендикулярно кристаллографической оси.

При этом координата плоскости изображений задаётся величиной р. Для реальных значений d и фокусных расстояний линз указанное условие может быть выполнено только в том случае, если в плоскости установки модулятора строятся уменьшенные изображения источника излучения.

На фиг. 1 приведена оптическая и электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 построен ход лучей после анализатора.

Устройство содержит источник излучения 1, плоскопараллельную анизотропную пластинуанализатор 2, собирающую анизотропную пластину 3, спектрограф 4, фокусирующую систему, включающую диафрагму 5, линзы 6 и 7, систему регистрации излучения, включающую модулятор 8, фотоумножитель 9, широкополосный усилитель 10, блок управления 11, пересчетные приборы 12 и 13.

Устройство работает следующим образом.

Излучение источника 1 через диафрагму 5 фокусируется линзой 6 и разделяется на два ортогонально поляризованных пучка пластиной-анализатором 2. Уменьшенные изображения источника строятся в плоскости АА. Модулятор 8 поочередно перекрывает каждый из пучков. Пластина 3 собирает проходящие через нее ортогонально поляризованные пучки. Линза 7 строит совмещенное изображение источника в плоскости входной щели спектрографа. Монохроматическое излучение регистрируется с помощью фотоумножителя 9, усилителя 10 и двух пересчетных приборов 12 и 13. Блок управления согласовывает модуляцию пучков с моментом подклюления к усилителю соответствующего пересчетного прибора, задает частоту модуляции и время экспозиции.

Устройство позволяет измерять распределение поляризации излучения вдоль выделенного направления в широком спектральном диапазоне, с точностью, определяемой только точностью установки устройства относительно источника и статистическими погрешностями.

Предмет изобретения

Устройство для измерения степени ноляризации электромагнитного излучения, содержащее фокусирующую систему, неподвижный линейный двупреломляющий поляризатор-анализатор, спектральный прибор и систему регистрации излучения, отличающееся тем,

что, с целью устранения влияния дисперсии анализатора, упрощения юстировки устройства, а также повышения стабильности и упрощения системы регистрации, оно снабжено собирающим поляризатором, идентичным по

своим оптическим параметрам анализатору, установленным под углом 180° относительно последнего, причем упомянутые поляризаторы выполнены, в виде плоскопараллельных анизотропных пластин, и модулятором, установленным между поляризаторами за задним фокусом линзовой системы, расположенной до него, в плоскости, для которой выполняется условие

. Т + я ctg -I

J d

1,

где / - поперечный размер источника излучения, р - увеличение упомянутой линзовой системы в плоскости установки модулятора, 7 - угол между нормалью к рабочим граня.м и кристаллографической осью упомянутых пластин, d - толщина пластин, «о - показатель преломления обыкновенного луча в пластинах,

Пе - показатель преломления необыкновенного луча, распространяющегося в пластинах перпендикулярно кристаллографической оси.