Способ измерения двойного лучепреломления веществ

 

Использование: контрольно-измерительная техника. Сущность изобретения: измеряемый образец облучают монохроматическим поляризованным пучком света на двух длинах волн. Пучок света поляризуют так, чтобы плоскость поляризации составила угол 45° с главными осями измеряемого образца. Выбирают такую длину волны, чтобы скомпенсированная разность фаз соответствовала целому числу периодов, Изменяя длину волны света, компенсируют разность фаз. По моменту компенсации определяют дробную часть периода разности фаз света. Полный период разности фаз света f прошедшего образец, определяют по формуле /(360(h. -At )), где т - целая часть периода разности фаз света без учета дисперсии двойного лучепреломления , К-дробная часть периода разности фаз света без учета дисперсии двойного лучепреломления , AI и Аг - длины волн света , pi - разность фаз света, прошедшего образец на длине волны Яг . По установленному полному периоду разности фаз определяют полную разность фаз света, прошедшего образец. Затем при известном поперечном размере образца определяют его двойное лучепреломление. 1 ил. СГ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИК (я)5 6 01 J 4/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4915960/25 (22) 01.03.91 (46) 30.05.93. Бюл. М 20 (71) Алтайский политехнический институт им. И.И. Ползунова (72) 6;В. Старостенко, В.В. Никитин и

С.А. Ерохин (56) Здельштейн Е.И. О методе компенсации

Сенармона, сборник Исследование по фотоупругости и пластичности, Л,. ЛГУ, 1963, вып, 2. ° 153 — 167.

Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 789689, кл. G 01 3 3/ l2, 1978. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДВОЙНОГО ЛУЧЕПРЕЛОМЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ (57) Использование: контрольно-измерительная техника. Сущность изобретения; измеряемый образец облучают монохрома. тическим поляризованным пучком света на двух длинах волн. Пучок света поляризуют так, чтобы плоскость поляризации составила угол 45 с главными осями измеряемого

Способ измерения двойного лучепреломления (ДЛП) веществ относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использован как при создании средств контроля двойного лучепреломления веществ, так и при измерениях производственного и научно-исследовательского характера.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерений.

Способ основан на том факте, что дисперсия двойного лучепреломления на этих длинах волн не может быть такой, чтобы,.>5U<, 1818545 А1 образца. Выбирают такую длину волны, чтобы скомпенсированная разность фаз соответствовала целому числу периодов, Изменяя длину волны света, компенсируют разность фаз. По моменту компенсации определяют дробную часть периода разности фаз света. Полный период разности фаз света„прошедшего образец, определяют по формуле m+K= pz k /(360 (Л2 — 4 )), где m — целая часть периода разности фаз света без учета дисперсии двойного лучепреломления, К вЂ” дробная часть периода разности фаз света без учета дисперсии двойного лучепреломления, Л> и Ь вЂ” длины волн света, pz — разность фаз света, прошедшего образец на длине волны Л2 . 0o установленному полному периоду разности фаз определяют полную разность фаз света, прошедшего образец. Затем при известном поперечном размере образца определяют его двойное лучепреломление. 1 ил. Ь разность фаэ на этих длинах волн находи- QQ лась в различных периодах вплоть до не- { Л скольких десятков периодов, поэтому ф выбрав значение разности фаз для ili, co- ц ответствующее целому числу периодов, получают значение дробной части разности фаз для Л2 в этом же периоде.

Повышение точности измерения двойного лучепреломления обеспечивается путем исключения погрешности корректирования вспомогательной длины волны и дробного порядка интерференции в зависимости от дисперсии двойного лучепреломления образца.

1818545

Расширение диапазона измерений достигается устранением необходимости эталонирования.

Способ измерения двойного лучепреломления веществ, содержащие признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не обнаружены, На чертеже представлен пример осуществления описанного способа.

Свет от источника 1 через монохроматор 2 и поляризатор 3 направляют на измеряемый образец 4, за образцом 4 свет пропускной через четвертьволновую пластину 5, анализатор 6 и направляют на фотоприемник 7, а сигнал с фотоприемника 7 направляют в измеритель 8, Монохроматический пучок света с длиной волны Л поляриэуют так, чтобы плоскость поляризации составила угол 45 с главными осями измеряемого образца 4.

Чегвертьволновую пластинку 5 ориентируют так, ч,обы одна из ее главных осей совпадала с плоскостью поляризации .поляризатора 3.

Изменяя длину волны i4 компенсируют разность фаэ так, чтобы она соответствовала целому числу периодов. Момент компенсации определяют по минимуму сигнала измерителя 8, поступившего на него с фотоприемника 7. Затем изменяют длину волны света так, чтобы можно было обнаружить раскомпенсацию света,. прошедшего образец 4. Далее вращением анализатора 6 компенсируют свет до минимума и по удвоенному углу поворота анализатора 6 определяют разность фаз света длиной волны

k . Используя зависимость, определяют период разности фаэ, а по периоду разности фаэ и измеренному значению разности фаз по зависимости определяют полную разность фаэ для длины волны света Л1 или Л2

Полная разность фаз на длинах волн света Л1 и Л равны соответственно, 2лйц б

-„——

2кйу d

N+ P2 У где m — период разности фаэ р1.pz — дробные части разности фаз для Л1, Лг соответственно (градус), d — длина пути света в веществе (M), Ьц, Лп2 — коэффициенты двойного лучепреломления

Л1, Л2- длина волн света (М), Поделив уравнение (1) на (2) получим (3) (m+k)=

Отбрасывая дробную часть в выражении получаем число m, полная разность фаз света прошедшего измеряемый образец на длине волны ib определяется по формуле

25 (2) 2zchnz d

m + fPz — у — — . следовательно коэффициент двойного

3р лучепреломления на дл ине волны Л равен (т ++в 2

2zcd (4) 35

Проверка уравнения (1) показывает, что оно справедливо для всех веществ в пределах нескольких десятков периодов разности фаз.

40 Использование заявляемого способа измерения двойного лучепреломления веществ по сравнению с прототипом позволя ет получить более высокую точность измерений эа счет исключения погрешно45 сти корректирования вспомогательной длины волны и дробного порядка интерференции в зависимости от дисперсии двойного лучепреломления образца.

При использовании заявляемого способа

50 устраняется необходимость эталонирования, зто r.oçüîëÿåò расширить диапазон измерений Способ особенно эффективен при измерении объектов малых размеров тонких химических нитей, пленок, геологиче55 ских шлифов и т,д.

Изобретение позволяет исключить влияние дисперсии двойного лучепреломления.

С учетом того. что разность фаз последнего периода измеряется методом Сенармона, предлагаемый способ позволяет повысить

Поскольку m целое число, то без учета отношения дисперсий двойного лучепре10 ломления an)/Лп, гл получается в виде смешаннойдроби, гдепри Ьц< Лпг, целая часть дробного числа равна m. Если при измерении на длине волны ib скомпенсированная разность фаз соответствует целому количеству периодов, то есть дробная часть разности фаз уз1 О, можно записать:

1818545 од разности фаз света, прошелшего образец, определяют по формуле и) Яр

5 360 (г — А.1 ) Составитель Б. Старостенко

Техред М.Моргентал Корректор Н, Король

Редактор

Заказ 1934 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101 точность измерения двойного лучепреломления веществ. Погрешность измерений при этом составляет (0,1 — 1) Д.

Формула изобретения

Способ измерения двойного лучепреломления веществ, включающий облучение измеряемого образца вещества монохроматическими поляризованными пучками света двух длин волн, измерение дробных частей разностей фаэ на этих длинах волн и определение двойного лучепреломления при известном размере образца, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, выбирают длины волн из условия соответствия скомпенсированной разности фаз целому числу периодов, затем изменяют длину волны света, компенсируют разность фаэ и по моменту компенсации определяютдробную часть периода разности фаз, а полный перигде m — целая часть периода разности фаэ света без учета дисперсии двойного лучепреломления;

10 К вЂ” дробная часть периода разности фаз света без учета дисперсии двойного лучепреломления;

Л1, 4 — длины волн света;

pz- разность фазы света, прошедшего образец на длине волны il< по установленному полному периоду разности фаз определяют полную разность фаз света, прошедшего образец. и определяют его двойное лучепреломление.