Двухчастотный интерферометрический рефрактометр

 

Изобретение предназначено для проведения измерений дисперсионных кривых твердых, жидких или газообразных веществ. С целью повьшения точности измерения показателей преломления при различных частотах излучения в интерферометре через исследуемое вещество пропускаются одновременно два луча разных частот, а измерение сводится к подсчету-смещений интерференционных картин при повороте плбскопараллельной пластинки исследуемого вещества (или плоскопараллельной кюветы с жидкостью или газом). 2 ил. СЛ

СООЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

9Я А1 (19) (И) (1) 4 С 01.N 21/45

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3877864/31-25 (22) 03.04.85 (46) 30.01.87. Бюл. В 4 (7 1) Ростовский-на-Дону завод-ВТУЗ при заводе "Ростсельмаш" (72) Г.r.Ñoêîëîâ (53) 535.24(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

l(10179?8, кл. С 01 N 21/45, 1981.

Нагибина И.И. Интерференция и дифракция света. Л.: Машиностроение, 1974, с. 176 ° (54) ДВУХЧАСТОТНЫЙ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ РЕФРАКТОМЕТР. (57) Изобретение предназначено для проведения измерений дисперсионных кривых твердых, жидких или газообразных веществ. С целью повьппения точности измерения показателей преломления при различных частотах излучения в интерферометре через исследуемое вещество пропускаются одновременно два луча разных частот, а измерение сводится к подсчету-смещений интерференционных картин при повороте плоскопараллельной пластинки исследуемого вещества (или плоскопараллельной кюветы с жидкостью или газом). 2 ил.

1286961 откуда следует (2) 55

=+ — (— 1) . йЬ с

Ъг V

Изобретение относится к прикладной оптике — рефрактометрии и предназначено для проведения точных измерений зависимости показателя преломления веществ от длины волны оптического излучения.

Цель изобретения — повышение точности измерения дисперсионных кривых исследуемого вещества.

На фиг. 1 изображена оптическая 10 схема двухчастотного интерферометрического рефрактометра на фиг. 2 интерференционная картина.

Полупрозрачные зеркала 1 и 2 и отражающие зеркала 3 и 4 образуют ин- 15 тенферометр Рождественского, в измерительном плече которого расположено исследуемое вещество 5. Интерферометр. освещается одновременно двумя монохроматическими лазерами (частоты 20

З, и 1 ), пучки света которых пода ются на вход интерферометра через суммирующее зеркало 6. На выходе интерферометра перед экраном 7 установлены селективные фильтры 8 и 9 таким образом, что половина луча проходит через один, а другая полови.на луча — через другой светофильтр (как показано на фиг. 2). Каждый из светофильтров пропускает одну из частот и не пропускает другую, в результате чего интерференционные картйны от частот ), и на экране 7 разделяются. Для удобства отсчета смещений интерференционных картин 35 на экране 7 имеется нулевая риска 10..

Принцип работы рефрактометра заключается в следующем.

При пропускании через исследуемую плистинку одновременно двух лучей из- 40 вестных частот 1, и на экране получаются две интерференционные картины. Если пластинку 5 из исходного положения, приблизительно перпендикулярно лучу, повернуть на некоторый 45 небольшой угол, путь через вещество пластинки для лучей обеих частот увеличивается на величину d L. Это вызывает из-за дисперсии света разные смещения интерференционных картин. 50

Величины смещений N, (для луча с частотой 9,) и Мг (для луча с частотой

4г) определяются выражениями

Я = (— — 1) и N

АЬ. с .A1 V

2. (— — 1)

Ni 91 Nl gz ( (— 1) г г г

Ч

Зависимость (1) позволяет для данного исследуемого вещества с высокой точностью связать величины фазовых скоростей света v, и v (а следовательно, и показатели преломления и, и nz) с частотами излучения, и 1г (или длинами волн, и Az ), например, по известной ч< можно определить фазовую скорость v

1+ Мг (с 1) 1 г

Вывод формулы (1) сделан с учетом следующих рассуждений.

Путь 5L в исследуемом веществе свет проходит за время t = b,L/v, где ч — фазовая скорость света. За это же время t второй луч интерферометра проходит в воздухе путь ДЬ(ч, где с— скорость света в воздухе. Следовательно, опережение составляет величиЬЬ ну — с — h Ь, что дает смещение линий ьЬ с .в интерферометре Б = (— — 1).

Таким образом, медленно поворачивая пластинку 5 и подсчитывая смещения N< и N интерференционных картин, с помощью формулы (2) по известной v можно определить фазовую ско1 рость .v при любой частоте 1 и, следовательно, с точностью, свойственной интерферометрическим методам, построить дисперсионную кривую. Для получения частоты г желательно применять лазер. с перестраиваемой частотой.

Предлагаемый рефрактометр позволяет с высокой точностью связать частоты 1, и Qz непосредственно с фазовыми скоростями света в данном веществе.

Формула и з обретения

Двухчастотный интерферометрический рефрактометр, содержащий двухлучевой интерферометр Рождественского с лазерным источником света и включающий два полупрозрачных зеркала и два

128б961

Составитель С. Голубев

Техред А.Кравчук Корректор Г.Решетник

Редактор Е.Конча

Заказ 7705/42

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 отражающих зеркала, оптически связанных между собой и образующих измерительное и опорное плечи интерферометра, держатель образца, расположенный в измерительном плече интерферометра, и экран, расположенный на выходе интерферометра, о т л и ч .а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения дисперсионных кривых, в устройство введены второй ла- 10 зерный источник света, суммирующее полупрозрачное зеркало и два селекционных фильтра, при этом второй лазерный источник света оптически связан с суммирующим прлупрозрачным зеркалом, а селекционные фильтры расположены между выходом интерферометра и экраном, причем держатель образца установлен с возможностью перемещения относительно оси, перпендикулярной направлению распространения света в измерительном плече интерферометра.