Устройство для измерения спектральных коэффициентов пропускания оптических элементов и систем

 

Изобретение относится к спектрофотометрии и может быть использовано для контроля спектрального пропускания оптических элементов и систем. Целью изобретения является расширение типов контролируемых объектов и повьштение точности измерений. В измерительный канал фотометра вводятся два идентичных объектива 4 и 6 и с помощью автоколлимационных.зеркал 7 и 10, размещенных на подвижных платформах (ПИ) с измерительными линейками , создаются условия, при которых независимо от знака и величины фокусных расстояний .контролируемых объектов световые поля на входе из измерительного и контрольного каналов строго идентичны. До установки контролис S (Л СА sj со со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 17338 А1 (511 1 Г О! N 21/59

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,!3 .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3959805/31-25 (22) 15.10.85 (46) 15.06.87. Вил. Р 22 (71) Киевский государственный универ— ситет им. Т.Г.Р!евченко (72) В.М.Волков, В.В.Донец, А.С.Скирда, В.П.Соболь, П.A.Ñóááîòà-Мельник и А.И.1 !арапа (53) 535.242(088.8) (56) Афанасьев В.А. Оптические измерения. М,: Высшая школа, 1981, с.165166.

Авторское свидетельство СССР

В 744240, кл, (: О! J 1/?О, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПРОПУСКАНИЯ

ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ И СИСТЕМ (57) Изобретение относится к спектрофотометрии и может быть использовано для контроля спектрального пропускания оптических элементов и систем.

Пельв изобретения является расширение типов контролируемых объектов и повышение точности измерений. В измерительный канал фотометра вводятся два идентичных объектива 4 H 6 и с помощью автоколлимационных зеркал 7 и 10, размещенных на подвижных платформах (ПП) с измерительными линейками, создаются условия, при которых независимо от знака и величины фокусных расстояний контролируемых объектов световые поля на входе из измериCl тельного и контрольного каналов строго идентичны. До установки контроли131 руемого объекта устанавливают ПП 8 в положение совпадения заднего фокуса объектива 4 с передним фокусом объектива 6, а ПП 11 в такое положение, чтобы расстояние светоделитель

3 — автоколлимационное зеркало 10 было бы равно расстоянию светоделитель

3 — передний фокус объектива 4. После установки контролируемого объектива переднюю главную плоскость его совмещают с задним фокусом объектива

4, перемещают ПП 8 на расстояние, равное расстоянию между главными

7338

Плоскостями контролируемого объекта, а ПП 11 — на расстояние, равное f /F, гце f — фокусное расстояние объективов 4 и 6, à F — фокусное расстояние контролируемого объекта. Излучение из измерительного и контрольного каналов поступает через монохроматор

13 на фотоприемник 14 с автоматизированной системой регистрации 15, где бпоками 19-22 осуществляется сравнение этих двух потоков излучения, а

ЭВМ 23 вычисляет соответствующий спект— ральный коэффициент пропускания. 1 ил.

Изобретение относится к спектрофотометрии и может быть использовано для контроля оптических элементов и систем по величине их спектрального коэффициента светопропускания. 5

Цель изобретения — расширение типов контролируемых объектов и повышение точности измерений.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит источник 1 излучения, коллиматор 2, светоделитель 3, первый объектив 4, столик 5 для контролируемого объекта, второй объектив 6 и автоколлимационное зеркало 7, установленные на первой подвижной платформе 8, снабженной линейкой 9 с прямо пропорциональной шкалой, второе автоколлимационное зерка- ло 10, закрепленное на второй подвижной платформе 11, снабженной линейкой 12 с обратно пропорциональной шкалой, монохроматор 13, фотоприемник 14, автоматизированную систему

l5 регистрации и блок 16 временного разделения лучей, включающий модулятор 17 с командным устройством 18.

Модулятор 17 выполнен в виде вращающегося диска с отверстиями.. Автоматизированная система 15 регистрации содержит предварительный усилитель

19, вход которого соединен с фотоприемником 14, демодулятор 20 измери.тельного канала и демодулятор 21 контрольного канала„ входы которых 35 подключены к выходу предварительного усилителя 19, а выходы соответственно ко входам делимого и делителя де2 лительного устройства 22, подключенного выходом к ЭВМ 23. Командное устройство 18 содержит оптронную пару— светодиод 24 и фотодиод 25, расположенные по обе стороны диска модулятора 17. Фотодиод 25 подключен ко вторым входам демодуляторов 20 и 21.

Устройство работает следующим образом, Излучение от источника 1 излучения проходит коллиматор 2 и поступает на светоделитель 3. Часть излучения, прошедшая через светоделитель

3, направляется в автоколлимационную систему измерительного канала, проходит последовательно первый объектив 4, контролируемую систему, установленную на столике 5, второй объектив 6, отражается от автоколлимационного зеркала. 7, вторично проходит второй объектив 6, контролируемую систему 5А,первый объектив 4, отражается светоделителем 3 и поступает через монохроматор 13 на фотоприем-. ник 14.

Часть излучения, отраженная от светоделителя 3, награвляется в автоколлимационную систему контрольного канала и отражается от второго автоколлимационного зеркала 10, проходит светоделитель 3 и поступает через монохроматор 13 на фотоприемник 14, Блок 16 временного разделения лучей осуществляет поочередную подачу (на фотоприемник 14) потоков излучения из измерительного и контрольного каналов. Фотоприемник 14 вырабатывает периодическую последовательность

l 317338 электрических сигналов, соответствующих монохроматизированным монохрома.тором 13 потокам излучения измерительного и контрольного каналов.

Разделенные по временному признаку электрические сигналы с фотоприемника 14 усиливаются усилителем 19, обрабатываются раздельно демодуляторами 20 и 21, стробируемых сигналом с фотодиода 25. Демодулятором 20 осу † ществляется выделение и демодуляция электрического сигнала с фотоприемника 14, соответствующего потоку излучения измерительного канала. Демодулятором 21 осуществляется выделение и демодуляция электрического сигнала с фотоприемника 14, соответствующего потоку излучения контрольного канала, Электрические сигналы с выходов демодуляторов 20 и 21 в виде постоянных 20 напряжений поступают соответственно на входы делимого и делителя делительного устройства 22. С выхода делительного устройства 22 сигна t вводится в ЭВМ 23, Измерение спектрального коэффициента пропускания производится в два приема.

Вначале (без устаковленкого в устройство контролируемого объекта) в 30 память ЭБМ 23 автоматизированной системы 15 регистрации вводят эталонкый спектр Т (Л ) с делительного устройства ? 2. Эталонный спектр I р (Л ) представляет собой отношение потоков излучения в узком спектральном диагазоне, выделенных монохроматором 13, поступающих на фотоприемник 14 из измерительного и контрольного каналов. Поскольку в автоматизированной 40 системе 15 регистрации блоками 19

22 осуществляется оперативное сравнение двух электрических величин, соответствующих этим двум каналам излучения, эталонный спектр Т (Л ) не за- 4g висит от оптических характеристик элементов устройства, являющихся об— щими для двух автоколлимационных систем, т.е. не зависит от характеристики источника I излучения, спектрального коэффициента пропускания монохроматора 13, спектральной чувствительности фотоприемника 14.

При записи эталонного спектра

I р (Л ) подвижная платформа 8 установлена в положение, соответствующее нулевому отсчету на линейке 9 с прямо пропорциональной шкалой, подвижная платлорма Il установлена в положение, соответствующее отсчету () на линейке с обратно пропорциональной шкалой.

Затем в устройство вводят контролируемый объект, устанавливая его на столик 5. Совмещают переднюю главную плоскость контролируемого объекта с задней фокальной плоскостью первого объектива 4. Подвижную платформу 8 перемещают на расстояние, равное расстоянию между главными плоскостями контролируемого объекта, отсчитывают на линейке 9 этот отрезок. Платформу

11 перемещают, отсчитывая на линейке

12 отрезок, разный 1:"/F,. где f — фокусное расстояние объективов 4 и 6 а F — фокусное расстояние контролируемого объекта.

В память ЭВ .1 23 вводят измеряемый спектр с целительного устройства 22.

113 tppsfeMti!t citpктр, I (Л ), ввиду двойного прохода кзлуче: кя чере". контролиру е. иий Объ:KT пред" тав ляется в виде

I (Л) =Ic(Л) т (t) где Т (Л 1 — спектральный коэффициент ,пропускания контролируемого объекта.

ЭБК 23 осуществляет деление измеряемого спектра I (Л ) tta эталонный спектр I р (Л ), извлекает корень квадратный из результата деления и осуществляет вывод полученных данных о спектральном коэффициенте пропускания контролируемого объекта.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения спектральных -коэффициентов пропускакия оптических элементов и систем, содержащее коллимированкый источник излучения и последовательно установленные по ходу излучения светоделитель, столик для контролируемого объекта, автоколлимационное зеркало, монохроматор и фотоприемник с автоматизированной системой регистрации, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения типов контролируемых объектов и повышение точности измерений, в него введены второе автоколлимациончое зеркало и два идентичных объектива, причем первый объектив расположен между светоделителем и

1317338

Составитель И. Никулин

Редактор А. Ревин Техред А.Кравчук Корректор А. Обручар

Заказ 7416/39

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 столиком для контролируемого объекта, второй объектив расположен между столиком для контролируемого объекта и автоколлимационным зеркалом, установленным в задней фокальной плоскости второго объектива, и закреплен совместно с этим зеркалом на первой подвижной вдоль оптической оси платфор6 ме, снабженной линейкой с прямо пропорциональной шкалой, второе автоколлимационное зеркало расположено по ходу отраженного от светоделителя излучения и закреплено на второй подвижной вдоль оптической оси платформе, снабженной линейкой с обратно пропорциональной шкалой.