Устройство для измерения показателя поглощения инфракрасного лазерного излучения в прозрачных материалах

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ИНФРАКРАСНОГО СКйВЕл .if- ; JF.--::ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ПРОЗРАЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ, содержащее инфракрасный лазер, последовательно установленные по ходу луча фокусирующую оптику , предметный столик, фотоэлектрический полярископ с осветителем и приемником, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений -крупногабаритных плоских образцов, перед предметным столиком , введена система из двух неподвижных и одного подвижного плоских зеркал, для коммутации лазерного луча в двух перпендикулярных направлениях относительно предметного столика, а фотоэлектрический v полярископ установлен на консоли с возможностью поворота относительно предметного столика.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) др С 01 N 21/55

O с

ЮСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕ Й И ОТНРЫТИ (21) 2921989/18-25 (22) 08.05.80 (46) 07.01.86.Бюл. Ф 1 (71) Специальное конструкторское бюро института кристаллографии имени А.В.Шубникава (72) С.М.Кунина, И.Е.Лифшиц и В.С.Чудаков (53) 535 ° 24(088.8) (56) Дарвойд Т.И. и др. Исследова. ние некоторых свойств кристаллов

KPC в 10-микронной области спект- . ра. — "Квантовая электроника", т.2, У 4, 1975, с.765-772.

Авторское свидетельство СССР

В 743381, кл. С 01 N 21/02, 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПОКАЗАТЕЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ИНФРАКРАСНОГО

ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ПРОЗРАЧНЫХ

МАТЕРИАЛАХ, содержащее инфракрасный лазер, последовательно установленные по ходу луча фокусирующую оптику, предметный столик, фотоэлектрический полярископ с осветителем и приемником, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точнос-. ти измерений крупногабаритных плоских образцов, перед предметным столиком, введена система из двух неподвижных и одного подвижного плоских зеркал. для коммутации лазерного луча в двух перпендикулярных направлениях относительно предметного столика, а фотоэлектрический полярископ установлен на консоли с возможностью поворота относительно предметного столика..1010940

Изобретение относится к области фотометрического анализа материалов и может быть использовано для конт- роля качества оптически изотропных

- высокопрозрачных материалов, таких как кристаллы кубической сингонии, стекла, керамики„ а также при производстве оптических элементов из этих материалов,например элементов силовой оптики.. .Известно устройство для измерения показателя поглощения прозрачных материалов, основанное на лазерной калориметрии (1) .

Показатель поглощения измеряют по приращению поверхностной температуры .образца при просвечивании его вдоль оси симметрии лазерным пучком в течение продолжительного времени.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения показателя поглощения инфракрасного лазерного излучения в прозрачных материалах . содержащее инфракрасный лазер, последовательно установленные по ходу луча фокусирующую оптику, предмет-. ный столик, фотоэлектрический полярископ с осветителем и приемником.

Недостаток этого устройства состоит в том, что он не позволяет измерять показатель поглощения в плоских образцах большого диаметра.

8 кристаллах и стеклах с небольшой теплапроводностью предельный диаметр пластин ограничен размерами в 50-60 мм.

Целью изобретения является повышение точности измерений крупнога. баритных плоских образцов.

Поставленная цель достигается тем,что в известном устройстве для измерения показателя поглощения инфракрасного лазерного излучения в прозрачных материалах, содержащем инфракрасный лазер, последовательно установленные по ходу луча фокупирующую оптику, предметный столик, фотоэлектрический полярископ c оаветителем и приемником перед предметным-столиком введена система из двух неподвижных и одного подвижного плоских зеркал для коммутации лазерного луча в двух перпендикулярных направлениях относьРгельно предметного столика, а фотоэлектрический полярископ установлен на консоли с возможностью поворота относительно предметного столика.

5

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.

Устройство состоит из инфракрасного лазера -1 с непрерывной генера-.. цией излучения (мощность лазера может варьироваться от нескольких ватт до десятка ватт), фокусирующей оптики 2, плоского зеркала 3, установленного с воэможностью поворота относительно двух других плоских зеркал 4 и 5, направляющих лазерное излучение на прозрачный плоский образец 6, расположенный на предметном столике 7. Устройство снабжено фотоэлектрическим полярископом содержащгм осветитель 8, циркулярный поляризатор 9, вращающийся -анализатор 10 и приемник 11, установленные на консоли 12 с возможностью поворота относительно предметного столика 7 с образцом.

Устройство работает следующим образом.

При одной коммутации плоского зеркала 3 лазерный луч направляется к плоскому зеркалу 5 перпендикулярно поверхности образца, расположенному на предметном столике 7.

В результате локального нагрева в образце возникают термоупругие напряжения, которые приводят к появлению двулучепреломления.Эти термоупругие напряжения линейно связаны с измеряемым показателем поглощения. Наведенное двулучепреломление регистрируется с помощью фотоэлектрического полярископа, в котором многохроматизированное излучение от осветителя 8 проходит через циркулярный поляризатор 9, и далее нормально к рабочей поверхности образца 6 через вращаккцийся анализатрр 10 и регистри-руется приемником 11, проколиброванном в единицах показателя поглощения.

При другой коммутации плоского эерка». ла 3 лазерный луч через плоское зеркало 4 проходит через боковые торцы плоского образца 6 параллельно рабочей поверхности образца.С помощью фотоэлектрического полярископа проводят аналогичные измеревияпоказателя поглощения,в котором отсутствует составляющая, обусловленная состоянием рабочей поверхности образца.

По результатам двух измерений пока зателя поглощения путем вычитания определяют вклад поверхностного погло10

Составитель К.Рогозин

Техред О.Ващишина Корректор М.Максимишинец

Редактор С.Титова

Заказ 8555/5 ..Тирах 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ушгород, ул. Проектная, 4 щения в общий натуральный показатель объемного поглощения.

Для контроля структурных несовершенств крупногабаритных образцов, обусловливающих изменение показателя поглощения фотоэлектрический поля1 рископ устанавливают на консоли с возмошностью перемещения (до 15 мм) от места воздействия лазерного луча на рабочую поверхность образца.

Ось консоли перпендикулярна рабочей поверхности образца и соответственно предметного столика.

При большом радиусе поворота механической оси консоли отклонение тра.:

10940 . 4 ектории перемещения 0T:прямой не значительно и поэтому не вносит заметных погрешностей в результаты измерений.

Данное устройство позволяет измерять показтели поглощения плоских" образцов например, кристаллов KPC-5, KPC-6„NaC1,КСФ в диапазоне от

1p .10 см до 10 см при разрешающей, способности до 0,5 мм, а такше ,проводить оценку механизма лазерного объемного поглощения крупногабарит ныХ образцов с диаметром более

1 00 мм.