Оптический компенсатор Советский патент 1981 года по МПК G01J1/04 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может бar использовано в интерферометрических газоангшизаторах с целью компенсации разности хода интерферируюцих лучей. Известен оптический компенсатор Лёвэ, содержащий одну неподвижную и одну подвижную прозрачные плоскопараллельные пластины. Подвижная пластина жестко закреплена на поворотном механизме l . Однако компенсатор Лёвэ имеет бо шую величину нелинейности в диапазоне компенсации, малый угол поворо та, большие габаритные размерил при повороте, что уменьшает яркость интерференционной картины в интерферометре . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ко пенсатор Жамена, содержащий поворот ный механизм, на оси которого уста новлены с постоянным углом относительно друг друга плоскопараллёльные пластины для прохождения интер ферирующих лучеп 2. Недостатком данного устройства ляются большие габаритные размеры при повороте пластин, что приводит к уменьшению яркости интерференционной картины. Это вызвано тем, что поворот пластин компенсатора Жамена осуществляется вокруг горизонтальной оси, параллельной плоскости интерферирующих лучей. При исследовании газов с показателями преломления меньшими или большими сравнительного газа пластины компенсатора должны поворачиваться в обе стороны от нулевого положения. Габаритные размеры компенсатора при повороте тем больше, чем больше прЬекции световых интерферирующих лучей на плоскость пластин. Повышение габаритных размеров компенсатора вызывает увеличение расстояния, пройденного интерферирующими лучами, что приводит к уменьшению яркости интерференционной картины. Цель изобретения - повышение яркости интерференционной картины. Поставленная цель достигается тем, что в оптическом компенсаторе, содержащем поворотный механизм, на оси которого установлены с постоянным углом относительно друг друга плоскопараллельные пластины для прохождения интерферирующих лучей, пластины установлены так, что биссектриса постоянного угла расположена в плоскости интерферирующих лучей. На фиг. 1 изображе компенсатор, общий вид; на фиг, 2 - то же, вид сверху, в начальном (нулевом) положении/ на фиг, 3 - то же, в рабочем положении (при компенсации), Устройство содержит прозрачные плоскопараллельные пластины 1 и 2, ось 3 их поворота, на которой они закреплены, ПластиЛл и ось поворота расположены перпендикулярно плоскости интерферирующих лучей 4 и 5, Апер тура световых интерферирующих лучей б и 7, изображенная на плоскости пла тин , определяется расположением светящегося тела (источника света)и апертурной диафрагмой. Для упрощения рисунка ход интерферирующих лучей изображен схематически в виде прямых линий, а не пучков света. Устройство работает CJ eдyклl им образом. В начальном (нулевом) положении пластины 1 и 2 имеют с перпендикуляром АВ к направлению .интерферирующих лучей одинаковый угол, равный об/2 (показан в увеличение масштабе) . Постоянный угол между пластинами 1 и 2 равен 180-оС. Биссектриса CD постоянного угла направлена параллельно интерферирующим лучам 4 и 5 и расположена совместно с перпен дикуляром АВ в плоскости интерферирукидих лучей. При развороте вертикальной осью 3 плоскопараллельных пластин 1 и 2 соответству1яций угол (фиг. 3)в интерферирующие лучи вносится разность хода, так как для одного луча 5 гео метрический путь в пластине 1 всегд бывает меньше, а для другого луча 4 больше. В результате проведенных теорети ческих исследований определяют геометрическую разность хода (показатель преломления воздуха п принимаю за 1) по формуле где h - толщина компенсационных пла тин г 1 - угол поворота компенсатора - угол пластины относительно перпендикуляра к направлению интерферирующих лучей; с показатель преломления материала компенсационных пласРазность хода ЛИ , вносимая в интерферирующие лучи , меняется пропорционально углу i поворота компенсатора вокруг вертикальной оси. Теоретические исследования показывают, что при изменении дЬ от О до 39,7 нЮ мм, что равнозначно измерению метана от О до 100 об.%, и при повороте компенсатора на угол i 20° нелинейность, вносимая компенсатором, составляет 0,01. Практически это линейная шкала. При размерах компенсационных пластин 5x25x0,5 мм, габаритные размеры оптического компенсатора, соответствующие изменению ±20 , составляют 10 мм, в то время как у ксмпенсатора Жамена - 26 мм. Таким образом, оптический компенсатор имеет меньшие габаритные размеры при повороте, а следовательно, интерференционная картина имеет большую яркость. Применение оптического компенсатора в интерферометрическом газбанализаторе уменьшает его размер и повышает надежность, так как с уменьшением длины интерферометра интерференционная картина имеет большую яркость, что облегчает работу фотоприемников, настроенных на интерференционную картину. Формула изобретения Оптический компенсатор, содержащий поворотный механизм, на оси которого установлены с постоянным углом относительно друг друга плоскопараллельные пластины для прохождения интерферирующих лучей, отличающийся тем, что, с целью повышения яркости интерференционной картины, пластишл установлены так, что биссектриса постоянного угла расположена в плоскости интерферирукадих лучей. Источники информации , принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР ; 284416,кл. G 01 N 21/46, 1970, 2.Электричество и оптика. Физический практикум. М., Наука, 1968, с. 437 (прототип).

I

/.