Устройство для поверки стокс- поляриметров Советский патент 1980 года по МПК G01J4/00 

1

Изобретение относится к оптическому приборостроению,а именно - к поляризационным приборам, и предназначено для проверки и настройки Стокс-поляриметров, измеряющих все четыре парамет5 ра стокса.

Известны устройства для контролируемого изменения лишь некоторых отдельных параметров вектора Стокса, который характеризует направляемый на по-|0 веряемый поляриметр свет ij .

Наиболее близким техническим решением является осветитель с регулируемой степенью поляризации света 2.

Он содержит эталонный источник лого света, коллиматор, узкополочный светофильтр с спектральной функци- ей пропускания гауссовой формы, поляризационный фильтр, преобразователи состояния поляризации света, один из 20 которых в виде двух фазовых пластин с взаимной ориентацией осей под углом ±45 установлен неподвижно перед поляризационным фильтром, а два других в виде отдельных фазовых пластин ,25 вырезанных параллельно оптической оси, установлены последовательно после поляризационного фильтра с возможностью вргицения как совместно с ним, так и один относительно другого. зо

Известный осветитель позволяет получать постоянный по интенсивности световой поток с регулируемой от О до 100% степенью поляризации Р света и с регулируемым азимутом преимущественной поляризации света

Недостатком его является отсутствие средств для контролируемого изменения первого и четвертого параметров Стокса, т.е. интенсивности света У и величины циркуляции S поляризован- . ной составляющей частично поляризованного света.

Цель изобретения - обеспечение контролируемого и независимого изменения любого из четырех параметров Стокса, характеризующих состояние поляризации света, направляемого на испытуемый Стокс-поляриметр.

Это достигается тем, что в устройстве , содержащем эталонный источник света, коллиматор, светофильтр с спектральной функцией пропускания гауссовой формы, поляризационный фильтр, преобразователи состояния поляризации света в виде отдельных фазовых пластин, установленных до и 1г1Осле поляризационного фильтра, непосредственно перед поляризационным фильтром установлен с возможностью контролируемого вращения дополнитель ный поляризационный фильтр, а послед няя фазовая пластинка выполнена такой толщины, что она создает сдвиг фаз it /2 для лучей длины волны Я , , совпадающей с максимумом спектральн 5й функции пропускания светофильтра. На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства. Оно содержит эталонный источник, например, белого света 1, коллиматор 2, узкополосный светофильтр 3 с спек тральной функцией fu(H) гауссовой фор мы, поляризационный фильтр 4 с лимбо 5 для контроля азимута б его пропускания, за которым установлен с возможностью вращения преобразователь состояния поляризации в виде плоскопараллельной двулучепреломляющей фазовой пластинки 6 толщиной d например, из одноосного кристалла с двойны преломлением (). Оптическая ось пластинки б лежит в ее плоскости с азимутом об , для контроля которого совместно с пластинкой 6 укреплен лимб 7. Перед поляризатором 4 установлен неподвижно второй преобразователь со стояния поляризации света в виде дву одинаковых по толщине djr плоскопарал лельных двулучепреломляющих фазовых пластинок 8 и 9, оптические оси которых параллельны их плоскостям и составляют между собой угол +45°. Пл стинки 6, 8 и 9 создают большой сдви фаз между компонентами поляризованного света на каждой отдельной длине волны внутри спектральной функции fu ( я) согласно формулы S 2 41 (п Толщина , фазовых пластинок преобразователей состояния поляризации света удовлетворяют неравенству 5 1 то X I а ВХ .в9.))( где я макс - длина волны света, при которой достигается максимальное пропускание фильтра 3; 4 - полоса пропускания фил тра 3 на уровне 0.5 ма симального пропускания (пв-п„) - величина двойного луче преломления фазовых пластин; р„ - степень поляризации света, падающего на рассматриваемый преобразователь состояния поляризации света} Pf,0,001 - допустимая паразитная степень поляризации света на выходе рассматриваемого преобразователя. Непосредственно перед поляризационным фильтром 4 на его оправе установлен с возможностью контролируемого вращения на любой угол ц« дополнительный поляризационный фильтр 10 с лимбом 11, После фазовой пластинки б установлена с возможностью контролируемого поворота на угол (р еще одна фазовая пластинка 12 толщиной d-j, создающая сдвиг фаз точно /2 для лучей длины волны До совпадающей с максимумом спектральной функции пропускания светофильтра 3. Совместно с фазовой четвертьволновой пластинкой 12 закреплен лимб 13. Оправы поляфизационных фильтров 4 и 10 и фазовых пластин б и 12 снабжень фиксаторами 14-17, с помощью которых можно фиксировать соответственно элементы оптики 4, б, 10, 12 один относительно другого и относительно корпуса устройства. Устройство для поверки Стокс-поляриметром работает следующим образом. Световой поток от эталонного источника белого света 1 коллимируется коллиматором 2, проходит последовательно светофильтр 3, фазовые пластинки 8 и 9, поляризационные фильтры 10 и 4,фазовые пластинки б и 12 и направляется на испытуемый поляриметр. Интенсивность света.на выходе осветителя зависит лишь от взаимного поворота поляризационных фильтров 10, 4 относительно друг друга. Азимут преимущественной поляризации пропорционален азимуту быстрой оси четвертьволновой пластинки .12. Величина эллиптичности to зависит только от взаимного поворота фазовой пластинки 6 и четвертьволновой пластинки 12, а степень поляризации - от взаимного поворота поляризационного фильтра 4 относительно фазовой пластинки 6. Таким образом, путем контролируемого по лимбам 5, 7, 11 и 13 поворота соответствующих элементов оптики 10, 4, б и 12 можно направлять на испытуемый или поверяемый Стокс-поляриметр свет с любым контролируемым состоянием поляризации, т.е. свет с регулированием в любых пределах как отдельных парг1метров Стокса, так и их комбинаций, .чего нельзя сделать с помснцью известных устрюйств. Для удобства работы с устройством нулевым положением элементов 10, 4, 6и 12 и соответственно лимбов 11, 5 7и 13 принято такое, при котором быстрые оси пластинок 6 к 12 совпадают с горизонтом (осью ОХ устройства) , плоскость пропускания поляризационного фильтра 4 составляет угол +45, а иоляризационного фильтра 10 сортватственно -45. В нулевом положении элементов оптики на выходе устройства свет характеризуется нулевым значением эсех параметров Стокса. Предлагаемое устройство простое в наладке я в..работе, не требует .специальной подготовки. Оно может найти широкое применение в оптическом приборостроении не только для настройки и поверки Стокс-поляриметров, но такж для настройки и поверки фотополяримет ров г изменяющих интенсивность 3 и сте пень поляризации Р света, и как универсальный осветитель для проведения исследований рассеяния и отражения света различными веществами. формула изобретения Устройство для поверки Стокс-поляриметров, содержащее эталонный источник, например, белого света, коллиматор, узкополосный светофильтр с спектральной функцией пропускания гауссовой формы, поляризационный фильтр, преобразователи состояния поляризации света , одиы из которых в виде двух фазовых пластин с взаимной ориентацией осей под углом ±45 установлен неподвижно перед поляризационным фильтром, а два других в виде отдельных фазовьйх пластин, вырезанных параллельно оптической оси, установлены последовательно после поляризационного фильтра с возможностью вращения как совместно с ним, так и относительно друг друга, отличающееся тем, что, с целью обеспечения контролируемого и независимого изменения любого из четырех параметров Стокса света, направляемого на испытуемый Стокс-поляриметр, непосредственно перед поляризационным фильтром на его оправе установлен с возможностью контролируемого вращения дополнительный поляризационный фильтр, а последняя фазовая пластинка выполнена такой толщины, что она создает сдвиг фаз f /2 для лучей длины волны Яо, совпадающей с максимумом спектральной функции пропускания светофильтра . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Журнал прикладной спектроскопии том XX, 1974, с. 338-341. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2531277, кл. G 01 Л 4/00, 18.10.77.