Способ измерения степени поляризации
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СТЕПЕНИ ПОЛЯРИЗАЦИИ, при осуществлении которого формируют первый световой монохроматический пучок в оптическом диапазоне спектра, осуществляют модуляцию азимута его плоскости поляризации на звуковой частоте при ориентации среднего положения плоскости поляризации модуляции под углом 45° к оси наибольшего фотоотклика образца и азимута колебаний от О до 45, направляют его на исследуемый образец и измеряют амплитуду первой гармоники фототока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений , формируют второй световой монохроматический пучок в том же диапазоне спектра, и на той же длине волны что и первый, модулируют его с той же частотой, что и первый, направляют его на образец, изменяют коэффициент модуляции интенсивности второго светового Пучка до получения нулевого значения первой гармоники фототока и определяют значение коэффициента модуляции. 2.Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что первый светов й пучок до модуляции линейно поляризуют , изменяют азимут линейной поляризации относительно среднего положения плоскости поляризации модуляции до обращения в нуль ампли (Л туды первой гармоники фототока на образце и определяют коэффициент модуляции путем регистрации азимута. 3.Способ по п. 1, .о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью исследования прозрачных образцов, измеряют амплитуду первой гармоники фототока в цепи ФЭУ, расположенэо ного за образцом. 4: :о 4 9 /О
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
3(51) 6 01 7 5 04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3379902/18-25 (22) 07.01.82 (46) 23.03.84 Бюл. Р 11 (72) С.С. Остапенко и М.А. Танатар (71) Институт полупроводников
АН Украинской ССР (53) 535.511(088.8) (56) 1. Патент COIA Р 4203670, кл. 356-117, опублик. 1981.
2. Заявка японии Р 52-46708, кл. 6(2) сб. 117 (645) . (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СТЕПЕНИ
ПОЛЯРИЗАЦИИ, при осуществлении которого формируют первый световой монохроматический пучок в оптическом диапазоне спектра, осуществляют модуляцию азимута его плоскости поляризации на звуковой частоте при ориентации среднего положения плоскости поляризации модуляции под углом 450 к оси наибольшего фотоотклика образца и азимута колебаний от 0 до 45, направляют его на исследуемый образец и измеряют амплитуду первой гармоники фототока, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и надежности из(!9> SU(lll 1 A мерений, формируют второй световой монохроматический пучок в том же диапазоне спектра, и на той же длине волны что и первый, модулируют его с той же частотой что и первый, направляют его на .образец, изменяют коэффициент модуляции интенсивности второго светового йучка до получения нулевого значения первой гармоники фототока и определяют значение коэффициента модуляции.
2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что первый световой пучок до модуляции линейно поляризуют, изменяют азимут линейной поляризации относительно среднего положения плоскости поляризации мо- ф дуляции до обращения в нуль амплитуды первой гармоники фототока на образце и определяют коэффйциент модуляции путем регистрации азимута.
3. Способ по и. 1, о т л и ч а- 8 ю шийся тем, что, с целью исследования прозрачных образцов, измеряют амплитуду первой гармоники фототока в цепи ФЭУ, расположен-, ного эа образцом.
1081434 — psin Qi
4.
1-У о (Изобретение относится к области измерения оптических спектров и их параметров и может быть йспользовано в лабораторных исследованиях и электронной технике.
Известен способ измерения степени поляризации, который включает следующие операцииг вращение анализатора, через который проходит пучок частично поляризованного света; направление модулированного пучка на фотодетектор, который вырабатывает электрический скгнал фотоотклика; направление двух электрических сигналов на процессоры, выделяющие разность 1„-1 и сумму 1,,+1 подачу электрических сигналов на интеграторы, после которых получают величину степени поляризации
2 Q 2
Однако способ не позволяет с 20 достаточной точность определить значение степени поляризации, поскольку требует раздельного измерения ве( личин 1, г и 1 + г и последующего их делейия. 25
Этот способ может быть реализован с помощью устройства, содержащего вращающийся поляризатор, два микропроцессора и интегратор.
Недостатком данного устройства 30 является сложность конструкции, связанная с использованием в качестве процессоров и интегратора сложных электронных схем, что снижает надежность измерений. 35
Наиболее близким к изобретению техиическим решением является способ измерения степени поляризации, при осуществлении которого формируют первый световой монохроматичес- 40 кий пучок в оптическом диапазоне спектра, осуществляют модуляцию азимута его плоскости поляризации на звуковой частоте при операции среднего положения плоскости поляриза.ции модуляции под углом 45 (к оси наибольшего фотоотклика образца и азимута колебаний от 0 до 45(, направляют его на исследуемый образец и измеряют амплитуду первой гармоники фототока I.23. 50, Недостатками известного устройства являняся невысокие точность и надежность измерений.
Целью изобретения является повышение точности и надежности изме- 55 рений.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения степени поляризации, при осуществлении которого формируют первый световой gp моиохроматический пучок в оптическом диапазоне спектРа, осуществляют модуляцию азимута его плоскости поляризации на звуковой частоте при ориентации среднего положения плос1 кости поляризации модуляции под углом 45 к оси наибольшего фотоотклика образца и азимута колебаний от 0 до 45, направляют его на исследуемый образец и измеряют амплитуду первой гармоники фототока, формируют второй световой монохроматический пучок в том же диапазоне спектра и на той же длине волны, что и первый, модулируют его с той же частотой, что и первый, направляют его на образец, изменяют коэффициент модуляции йнтенсивности второго светового пучка до получения нулевого значения первой гармоники фототока и определяют значение коэффициента модуляции, причем первый световой пучок до модуляции линейно поляризуют, изменяют азимут линейной поляризации относительно среднего положения плоскости поляризации модуляции до обращения в нуль первой -.àðмоники фототока на образце и определяют коэффициент модуляции путем регистрации азимута.
С целью исследования прозрачных образцов измеряют амплитуду первой гармоники фототока в цепи ФЭУ, расположенного эа образцом.
Устройство для реализации способа содержит, лампу 1 накаливания (источник излучения), которая создает в монохроматоре 2 пучок мо-, нохроматического света в диапазоне
0,4-2,5 мкм. Световой поток проходит через биприэму 3 и разделяется на два пучка . Пучок проходит через деполяризатор - ромб Френеля 4 для удаления частичной поляризации и поляриэационный модулятор 5. Последний представляет собой две поляроидные пленки, расположенные . рядом в плоскости, перпендикулярной к пучку. При вращении двигателя
СД-54 с частотой 1200 об/мин рамка приводится в возвратно-поступательное движение. В результате осущест- вляется прямоугольная модуляция плоскости поляризации первого пучка на угол 45 . Попадая на образец, этот свет возбуждает фототок, первая гармоника которого 1 при орио ентации образца 45 по отношению к среднему положению модулятора имеет вид где 1Π— величина фототока на длине волны А;
Р— степень поляризации;
Я вЂ” частота модуляции.
Второй пучок проходит через плоскопарал. ельную пластинку 6, которая может смещать пучок и амплитудный модулятор 7, синхронизированный по
1081434 величины P и к, имеет зывает вид
1 о
4 °
Составитель В. Котенев
Редактор Т, Кугрышева Техред С.Мигунова . Корректор В. Бутяга
Тираж 823 Подписное
BHHHIIH Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, %35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 1536/34
Филиал НПП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 частоте и фазе с поляризованным модулятором, В качестве такого модулятора может использоваться вращающий я диск с прорезями, насаженный на вал того же двигателя СД-54. Пластинка 6 с помощью микрометрического винта перемещает в йространстве второй пучок, тем самым изменяется глу-: бина модуляции Ф этого пучка. Попадая на образец, свет второго пучка возбуждает фототок, амплитуда первой 10 гармоники которого определяется выражением
) m*I s1t1 Я+ °
О
Свет обоих пучков фокусируется с помощью линзы 8 на исследуемом образце 9. Для измерения первой гармоники фототока может использоваться схема 10 синхронного детектирования. Величина степени поляризации фототока P (1„- 1„)/(1„+ 1.,),где 1„, 1» - величины фототока при возбуждении светом, поляризованным параллельно и перйендикулярно выделенной оси кристалла, изменяется по значе нию коэффйциейта М =Мо, при котором амплитуда первой гармоники фототока равна нулю. Для модуляции используемого типа выражение, которое свяВыражение используется для слу;чая Р С О. Если Р > О, то в поляриза" ,ционном модуляторе изменяется фаза кблебаний относительно амплитудного модулятора. Значения коэффициента к колибруется по фотоэлектрическому приемнику., тем самым этот коэффициент измеряется в углах поворота пластины 6 или миллйметрах линейного смещения светового пучка в плоскости -прерывателя.
Для измерения степени поляризации. коэффициента поглощения при малых его значениях используется та же схема., но после образца располагается ФЭУ и измеряется первая гармо- . ника фототока в цели ФЭУ.
Предлагаемый способ измерения стенки поляризации позволяет повысить точность измерения степени поляризации до 0,1О за счет использования поляризационной модуляции.
При этом получается новая информация об исследуемых объектах, например, о мультипольности оптических переходов в спектрах люминесценции., 1
