Рефрактометр

 

Изобретение может быть использовано для измерений показателя преломления газов и жидкостей. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение точности. Устройство представляет собой двойной интерферометр, образованный когерентным источником 1 света, светоделителем 2, зеркалами 3, 8 и полупрозрачной подвижной стенкой 6 кюветы 5. Скрещенные поляризаторы 4, 7 и двулучепреломляющая призма 9 обеспечивают раздельное наблюдение на счетчиках 10, 11 двух систем интерференционных полос, одна из которых связана с исследуемым веществом, заполняющим кювету 5, а другая - с ее подвижной стенкой 6. Перемещение подвижной стенки 6 кюветы 5 приводит к изменениям порядков интерференции, фиксируемым счетчиками полос 10, 11. 1 ил.

СОгОЭ СОВЕТСКих

СОЦИАЛ ИСТИЧЕ CKVIX

Р Е СГ1УБЛИК (5! ) 5 G 01 N 21/45

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вд (21) 4697627/25 (22) 30.05.89 (46) 30.08.91. Бюл. N. 32 (72) С.И.Прытков, С,В,Мамакина. О.Ю.Лебедев и С.А.Коновалов (53) 535.24 (088.8) (56) Terrien А. An air Refractometer for

Interference Length Metrology Metrologia, 1965, ч. 1, N 3, р. 80 — 83.

Авторское свидетельство СССР

N1117493,,кл. 6 01 N 21/45, 1982. (54) РЕФРАКТОМЕТР (57) Изобретение может быть использовано для измерений показателя преломления газов и жидкостей. Цель изобретения — упроИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточных измерений абсолютных значений показателей преломления газов и жидкостей.

Целью изобретения является повышение точности измерений и упрощение конструкции рефрактометра.

На чертеже изображена схема устройстИнтерференционный рефрактометр содержит источник 1 монохроматического излучения, светоделитель 2, зеркало 3. поляризатор 4, кювету 5 с подвижной полупрозрачной стенкой 6, поляризатор 7, скрещенный с поляризатором 4. зеркало 8. двулучепреломляющую призму 9 и счетчики интерференционных полос 10 и 11. Устройство представляет собой интерферометр, формирующий одновременно две системы

„„59„„1673925 Al щение конструкции и повышение точности.

Устройство представляет собой двойной интерферометр, образованный когерентным источником 1 света. светоделителем 2. зеркалами 3, 8 и полупрозрачной подвижной стенкой 6 кюветы 5. Скрещенные поляризаторы 4. 7 и двулучепреломляющая призма 9 обеспечивают раздельное наблюдение на счетчиках 10. 11 двух систем интерференционных полос, одна из которых связана с исследуемым веществом, заполняющим кювету 5, а другая — с ее подвижной стенкой 6.

Перемещение подвижной стенки 6 кюветы

5 приводит к изменениям порядков интерференции, фиксируемым счетчиками полос

10, 11. 1 ил. интерференционных полос, каждая иэ которых соответствует одной из двух взаимно ортогональных поляризаций, выделенных из излучения источника 1 элементами 4, 7, 9. Подвижная стенка 6 кюветы 5 может быть выполнена, например. в виде поршня.

Рефрактометр работает следующим образом.

Источник 1 испускает монохроматическое излучение, направление поляризации которого составляет произвольный угол с плоскостью чертежа. Светоделитель 2 делит световой пучок источника на два распространяющихся во взаимно перпендикулярных направлениях. Один из них отражается назад зеркалом 3 и приобретает поляризацию, соответствующую положению поляризатора 4 (например, параллельную или ортогональную плоскости чертежа). Другой пучок испытывает сначала отражение от подвижiO 1

|и

1 к

iQ

1673925

10

N) Nz+ Ni (3) 15

N2 - М1 п2

М1 — n> (4) 20

2п1 х

N1 — — —, (2) Nz = ной полупрозрачной стенки б, а затем от зеркала 8. При этом свет, отраженный стенкой 6, имеет поляризацию исходного пучка, а свет, отраженный от зеркала 8, приобретает поляризацию, определяемую поляризатором 7, т.е, ортогональную по отношению к поляризации пучка, отраженного зеркалом 3. Как известно, свет взаимно ортогональных поляризаций не интерферирует. Все перечислен н ые отражен н ые пучки сводятся светоделителем 2 в один, направленный на двулучепреломляющую призму

9. Призма 9 выделяет из падающего на нее излучения два пучка ортогональных поляризаций, направленных под углом друг к другу на счетчики интерференционных полос 10 и

11, Она установлена таким образом, что направления поляризации исходящих иэ нее пучков совпадают с направлениями поляризации, задаваемыми скрещенными поляризаторами 4 и 7. B результате на одном иэ счетчиков полос наблюдается интерференция пучка, отраженного зеркалом 3, с соответствующей поляризационной компонентой пучка, отраженного от стенки 6, а на другом — интерференция пучка, отраженного зеркалом 8, с ортогональной к первой поляризационной компонентой отражения от стенки б. Интерференция на первом счетчике функционально соответствует получаемой во вспомогательном интерферометре устройства-прототипа, на втором — аналогична создаваемой основным интерферометром прототипа. .При перемещении подвижной стенки б кюветы 5 изменяется оптическая разность хода пучков, интерферирующих на одном и другом счетчиках, что приводит к соответствующим изменениям порядков интерференции. Один из счетчиков зарегистрирует изменение порядка интерференции N>: где п1 — показатель преломления воздуха, заполняющего интерферометр;

Х вЂ” смещение подвижной стенки кюветы;

А — длина волны источника излучения.

При этом второй счетчик зарегистрирует изменение N2:

55 где п -- показатель преломления вещества (жидкого или газообразного), заполняющего кювету 5.

По показаниям обоих счетчиков определяется искомый показатель преломления.

Им может быть либо показатель преломления воздуха — в этом случае требуется вакуумирование кюветы, т.е. n> = 1, и тогда иэ (1) и (2) следует: либо показатель преломления вещества, заполняющего кювету, — в этом случае показатель преломления воздуха n должен быть известен,— тогда (1) и (2) дают:

Благодаря пространственному совпадению плеч основного и вспомогательного интерферометров источник погрешности Аббе устранен.

Формула изобретения

Рефрактометр, содержащий источник монохроматического излучения. светоделитель, основной одноплечий интерферометр, содержащий два последовательно расположенных зеркала и кювету для исследуемого вещества с подвижной стенкой, перпендикулярной к оси основного интерферометра, вспомогательный двуплечий интерферометр, предметное плечо которого связано с подвижной стенкой кюветы, и два счетчика интерференционных полос на выходе каждого из интерферометров, отличающийся тем,что,сцелью упрощения конструкции и повышения точности измерений, в рефрактометр введены два скрещенных поляризатора и двулучепреломляющая призма, при этом оптические оси основного интерферометра и предметного плеча вспомогательного интерферометра совмещены, первое зеркало основного интерферометра совмещено с подвижной стенкой кюветы, один иэ поляризаторов размещен в основном интерферометре между кюветой и вторым зеркалом, другой — в опорном плече вспомогательного интерферометра, а двулучепреломляющая призма расположена между светоделителем и счетчиками интерференционных полос.

1673925

/О /I

Составитель Ю.Гринева

Техред М.Моргентал Корректор М.Демчи к 9

Редактор Н.Горват

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Эаказ 2913 Тираж 387 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениями открытиям при ГКНТ СССР

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