Устройство для измерения двулучепреломления Советский патент 1982 года по МПК G01J4/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДВУЛУЧЕПРЕЛОМЛЕНИЯ

Изобретение относится к оптике .кристаллов И может быть Использовано при исследовании эффекта фоторефракции в кристаллах, предназначенных для голографии, а также при исследовании однородности двулучепреломляющих кристаллов. Известно устройство измерения двулучепреломления при помощи компенсатора 1. Однако данное устройство характеризуется низким быстродействием. Наиболее близким к предлагаемому является устройство.для измерения двулучепреломления, содержащее расположенные по ходу луча лазер, держатель исследуемого Кристалла, анализатор и фотоприемник 2. Недостатком его является низкое быстродействие измерений. Цель изобретения - повышение быстродействия измерений. Цель достигается тем, что в устройство для измерения двулучепреломления, содер.жащее расположенные по ходу луча лазер, держатель исследуемого кристалла, анализатор, фотоприемник, между держателем исследуемого кристалла и анализатором размещен электрооптический кристалл, и в устройство дополнительно введены источник переменного напряжения, формирователЬ сигналов, измеритель временных интервалов, при этом фотоприемник подключен к формирователю сигналов, электрооптический кристалл подключен к источнику переменного напряжения, формирователь сигналов подключен к измерителю временных интервалов, второй вход которого подючючен к источнику переменного напряжения. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит лазер 1, держатеЛЬ исследуемого кристалла 2, электрооптический модулятор 3, анализатор 4, фотоприемник 5, формирователь сигналов 6, измеритель временных интервалов 7 и генератор переменного напряжения 8. Устройство работает следующим образом. Световой поток от лазера 1, поляризованный вдоль вектора С, распадается в анизотропном кристалле 2 и далее в электрооптическом элементе 3 на волны, поляризованные вдоль X и У. На выходе элементов волны оказываются сдвинутыми по фазе друг относител-ьно друга на «f fj + где -фазовый сдвиг в кристлле 2; 2-фазовый сдвиг в модуляторе 3. Выходной анализатор пропускает только компоненты волн параллельно С. Сдвинутые по фазе компоненты волн интерфируют. Рассмотрим систему, в которой на электрический вход Модулятора подается синусоидальное напряжение с амплитудой.

U UoSincJt (1)

Можно получить, что Придаточная функция системы будет иметь вид

1

(2)

lL + iLsin u5t

sin

г

Таким уравнением описывается сигнал, полученный с выхода фотодиода.

.На частотомер, работающий в режиме измерения временных интервалов, .подаются два сигнала: один - эталонный, т. е. синусоида от блока питания, другой - с формирователя сигналов, состоящего из дифференцирующего усилителя и триггера Шмидта с нулевым порогом. На вход формирователя подается сигнал с фотодиода, на выходе получает сигнал со смешанным на 0,5 нулевым уровнем. Частотомер запускается от Переднего фронта Синусоиды и останавливается от переднего фронта следующего импульса сигнала с формирователя импульсов, т. е. выдает время запаздывания одного сигнала по сравнению с другим, из которого по уравнениям (1) и (2) можно определить фазовый сдвиг в исследуемом кристалле.

Время, необходимое для определения фазовой расстройки, 0,02 с и зависит от частоты напряжения, подаваемого на модулятор. Отказ от механических передвигающихся частей выгодно отличает предлагаемое устройство.от Прототипа тем, что значительно уменьшает время определения фазовой расстройки, а также ввиду отсутствия какой-ЛИбо механики повышает надежность работы схемы. Предлагаемоеустройство .значительно проще прототипа, так как отпадает необходимость В системе слежения.

Формула изобретения

Устройство для измерения двулучепреломления, содержащее расположенные по ходу луча лазер, держатель исследуемого кристалла,анализатор, фотоприемник, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия измерений, между держателем исследуемого кристалла и анализатором размещен электрооптический -кристалл, и

0 в устройство .дополнительно введены источник переменного напряжения, формирова-. телЬ сигналов, измеритель временных интервалов, .при этом фотоприемник подключен к формирователю сигналов, электрооптический кристалл подключен к источнику переменного напряжения, формирователь сигналов подключен к измерителю временных интервалов, .второй вход-которого подключен к источнику . переменного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Меланхолин И. М. Методы исследовавания оптических свойств кристаллов. М., «Наука, с. 14-15.

2. Изв. АН Латвийской ССР, Сер. физ-тех. наук, 1976, № 3, с. 114-117.