Устройство для определения опти-чЕСКиХ ХАРАКТЕРиСТиК РАССЕиВАющиХСРЕд Советский патент 1981 года по МПК G01N21/59 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РАССЕИВАЮЩИХ СРЕД

1

Изобретение относится к области оптического приборостроения, измерительной тех инке и может найти применение в приборах отображения информации и в исследовании и определении качества рассеивающих сред.

Известно устройство для исследования оптических характеристик жидких кристаллов. Устройство содержит источник излучения (Не-е лазер), исследуемых жидкокристаллический образец и регистратор (ФЭУ) 1.

Недостатком устройства является достаточно большая длительность процесса определения параметров рассеивающих сред, так как для построения индикатрисе рассеяния необходимо получение множества экспериментальных точек, каждая из которых определяется при отдельном измерении. Кроме того, точность определения индикатрисе рассеяния ограничивается точностью угла, на который устанавливается регистратор. Не больщие неточности в задании этого угла могут вносить больщие погрещности при определении узконаправленных индикатрисе рассеяния. Точность определения параметров ограничивается также в ИК-диапазоне чувствительностью регистратора (ФЭУ).

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для определения оптических характерис тик рассеивающих сред, содержащее источник излучения, регистратор двумерного распределения плотности мощности излучения 2.

Недостаток устройства - недостаточное быстродействие определения характеристик рассеивающих сред и малая точность измерения.

Целью изобретения является повыщение быстродействия определения характеристик рассеивающих сред при увеличении точности измерений, обеспечение возможности измерения в ИК-диапазоне.

Для достижения поставленной цели в уст

ройство, содержащее источник излучения, регистратор двумерного распределения плотности мощности излучения, введен диффузный рассеиватель, установленный между исследуемой средой и регистратором и выполненный в виде волоконной шайбы, причем ось щайбы образует с осью просвечивающего излучения угол /, выбираемый из соотношенияId fi-arcig. где j3 - половина угла расходимости излучения;h - толщина шайбы; d-диаметр волокон; Кроме того, для обесиечения возможности измерений в ИК-Диапазоне волоконная шайба выполнена в виде плоской пластины, снабженной системой отверстий, внутренние поверхности которых выполнены отражающими. На чертеже представлена оптическая схема предлагаемого устройства. Устройство содержит источник излучения 1, который может быть выполнен как в виде лампы накаливания, так и в виде лазера, ограничительную диафрагму 2, исследуемую рассеивающую среду 3, рассеиватель 4, выполненный в виде волоконной шайбы, фотоаппарат 5, установленные последовательно по ходу излучения. Волоконная шайба устанавливается под углом d к оси просвечивающего излучения, а угол d выбирается из условия Л -arctgd/H, где f - половина угла расходимости излучения;h - толщина шайбы; d - диаметр волокон. При использовании устройства в ИКдиапазоне волоконная шайба выполняется в виде плоской пластины, снабженной системой отверстий, внутренние поверхности которых являются отражающими. Волоконная шайба изготавливается из стекла и прозрачна в видимом диапазоне. Для измерения в ИК-диапазоне необходимо изготовить волоконную шайбу в виде плоской пластины из материала, прозрачного для ИК-диапазоне (например, AgCl, SiO и т.д.) Пластина снабжается системой отверстий, внутренние поверхности отверстий покрыты отражающим покрытием. Свет от источника излучения 1, пройдя через ограничительную диафрагму 2, попадает на исследуемый объект 3. Рассеянный от объекта 3 свет попадает на наклонно расположенную волоконную шайбу 4 и после прохождения через нее с помощью фотоаппарата 5 фотографируют на фотопленку плотность распределения интенсивности рассеянного света. После проявления пленку микрофотометрируют, например, на приборе ИФО-451. По полученным кривым распределения плотности определяют точки для построения индикатрисе рассеяния. При этом количество определяемых точек ограничивается лишь точностью микрофотометрирования. Обычно погрещность микрофотометрирования составляет 1%. В этом случае количество точек, которые можно определить при диаметре пятна рассеивающей области на фотопленке в 5 мм составляет 2 тыс. Использование в предлагаемом устройстве волоконной шайбы, установленной наклонно к направлению излучения, позволяет получать всю совокупность экспериментальных точек. Использование волоконной шайбы приводит к увеличению светосилы рассеянного от исследуемой среды излучения, увеличение светосилы приводит к повышению чувствительности, что в конечном счете повышает точнсть определения параметров рассеивающих сред. Использование фотоаппарата обеспечивает параллельность съема информации и быстродействие получения этой информации, так как практически для получения индикатриссы рассеяния одной рассеивающей среды требуется один кадр фотографируемой пленки. Наклонность установления волоконной шайбы необходима для того, чтобы в каждом из волокон шайбы происходило минимум одно отражение, вследствие чего диаграмма рассеяния излучения, выходящего из каждого из волокон была одинаковой. Именно при наклоне щайбы относительно оси просвечивающего излучения на угол а обеспечивает многократность отражения излучения, при попадании в волокно шайбы. При этом диаметр волокон должен быть возможно малым и минимальное значение d оценивается величиной y,, где jl - длина волны излучения, при котором производится определение характеристик рассеивающих сред (для белого света d«,j,H Устройство дает возможность измерять оптические параметры рассеивающих сред: индикатриссы рассеяния, интенсивности рассеянного света по различным направлениям, угловые зависимости амплитуд рассеянного света, а также определение величины пропускания рассеивающих и прозрачных сред. Устройство дает возможность определять термооптические параметры указанных сред, т.е. изменение этих параметров при изменении температуры. Оно обеспечивает возможность определения оптических и термооптических характеристик любых рассеивающих сред (эмульсии, взвеси, любые матированные поверхности, рассеивающие текстуры жидких кристаллов) . При использовании в качестве источника излучения лампы накаливания в устройство дополнительно вводились фокусирующая оптическая система и поляроид. Формула изобретения 1. Устройство для определения оптических характеристик рассеивающих сред, содержащее источник излучения, регистратор двумерного распределения плотности мощности .излучения, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия определения характеристик рассеивающих сред при увеличении точности измерений, в устройство введен диффузный рассеиватель, установленный между рассеивающей средой и регистратором и выполненный в виде волоконной шайбы, причем ось шайбы образует с осью просвечивающего излучения угол d, выбираемый из соотношения

о( -arctgd/h.,

где ft - половина угла расходимости излучения;

h - толщина щайбы;

d - диаметр волокон.

Г

женнои системой отверстии, внутренние поверхности которых выполнены отражающими.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

-с

S

34