Устройство для измерения степени поляризации по спектру и спектра потока излучения

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик (((.I 705277 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 21.06.77 (21) 2498762/18 25 (5l)M. Кл. (3 01 J 4/04 с присоединением заявки М

1 (23) Приоритет

Гесударстеевиык кемктет

СССР ве делам взобретенкк и еткрнткй (53) УИК 585 .8 (088.8) Опубликовано 25.12.79, Бюллетень ((й47

Дата опубликования описания 27.12.79 (72) Авторы . изобретения

1"

И. Е. Залесский, А. Н. Севченко и М. E. Шишков

Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем при Белорусском государственном университете имени В. И. Ленина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТЕПЕНИ ПОЛЯРИЗАЦИИ

ПО СПЕКТРУ И СПЕКТРА ПОТОКА ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к технике для исследования .. поляризованного света,,к

I технике для исследования спектральтпах полос в определенной последовательности:, с помощью одного детектора излучения, а более конкретно - к устройствам дпя определения состояния поляризации по спектру и спектра потока частично линейно-поляризованного излучения с помощью фотоэлектрических средств измерения.Оно предназначено для использования в оптике поляризованного света, в с(тектроскопии-для исследования свойсв атомов,мо лекул и кристаллов по состоянию поляризации и спектра их свечений.

Известно устройство (1) для измерения поляризации световых потоков малой интенсивности в режиме счета фотонов, в котором в качестве оптико-механичвского модулятора используется кварцевый модулятор.

Наиболее близким по техническому решению является устройство (2)для измерения степени поляризации по спектру и

2 сйвктра потока излучения, содержащее оптико-механический модулятор, состоящйй из поляризатора а ориентированной под yz лом 45о к нему четверть волновой.плас5 тинки, спектральный прибор и фотоэлектрическую систему счета фотонов с реверсивным и суммирующим счетчиками.

В этих устройствах степень поляриза ции потока излу тения равна частному от деления показаний реверсивного счетчика на показанйя суммирующего счеттика толь ко для стремящейся к нулю длительности строб-импульсов и только для излучения одной длины воины, для которой фазовая

15 пластинка в прототитте и кварцевый молулятор BBocQT разность фаз 90 . Для всех длин волн исследуемого излучения, отличающихся от указанной длины волны, из мереннов непосредственно значение.степе,О ни поляризации отличается от истинного на величину систематической ошибки, которая изменяется по спектру.

В этих устройствах используются счет чики, работающие в коде 8 4-2-1. При

7 0 5 . . (7

1Î

Параллельный пучок анализируемого излучения проходит через поляризаторы 1 и 2 и освещает входную щель монохроматора 3. Выделенное спектральным прибором монохроматическое излучение детектируется фотоумножителем 4. Одноэлектронные" импульсы анодного тока фЭУ усиливаются широкополосным усилителем и дискриминируются по амплитуде (элек3е т рок ная схема 5 ) . Ст андарт изов анные схе мой 5 одноэлектронные импульсы ФЭУ поступают на вход схемы 6 совпадений.

Эта схема пропускает "одноэлектронные" импульсы при наличии сигнала "Разреше\

35 ние измерения, сложения и вычитания", поступакмцего со схемы 20 автоматики.

При включении устройства импульсом ."Пуск (фиг. 2а) схема 20 автоматики включает питание реверсивного двигателя

4О 17 и устанавливает поляризатор 1 в пер(вое положение. В этот момент срабатывает датчик 18 "Слежение (см. фиг. 2б).

Его сигнал поступает на вход схемы 20 автоматики, которая открывает схему 6

4 совпадений и управляет таймером 21. Таймер начинает измерение времени (фиг. 2г), в течение которого открыта схема 6 совпадений (фиг. 2д), За время измерения при операции сложения через схему 6 сов падений проходит М+ одноэлектронных ймпульсов фЭУ, которые поступают на входы самодополняющегося суммирующего счетчика 7, самодополняющегося реверсив- ного. счетчика 11 и схемы совпадений 12 55 указателя знака поляризации. В обоих счетчиках будет записано N+ импульсов.

По окончании времени измерения для операции сложейия, которое задается таймером и может быть равным 0,1; 0,3; 1;

25

3 измерении отрицательного значения степени поляризации потока излучения ня цифровом табло реверсивного счетчика будет

GApoIèñòðèðîâëío не отрицательное число, т.е. некоторое число h. со знаком минус (-), я дополнительное ему число Р-Д,где

E - емкость счетчика, Поэтому после окончания измерения отрицательного зна« чения степени поляризации необходимо предварительно перейти от дополнительно го числа (E — A) к основному числу (-А), т.е. выполнить операцию вычитания. Лишь после этого число (A) делится на пока-зания суммирующего счетчика" для определения значения степени поляризации, т.е.

1 абсолютные значения степени поляризации не могут быть получены непосредственно.

Целью изобретения является непосредственное получение абсолютных значений степени поляризации исследуемого потока излучения в широком спектральном интервале. Для этого в спектрополяриметре оптико-механический модулятор состоит из двух поляризаторов, а фотоэлектрическая система счета фотонов содержит самодо полняющийся реверсивный счетчик, выходы которого соединены со схемой указателя знака поляризации и через схему совпадений, которая соединена с выходом .схемы указателя знака поляризации и уп" равляется ею, с памятью, а также самодополняющийся суммирующий счетчик, вы -" "xoitbi которого соединены с входами памя ти, s виходы- паМяти через схему совпа дений соедйнены с устаиовочными входами. самодополняющегося суммирующего счетчика, причем первый поляризатор оптико "мехайического мс дулятора выйолнен под"вйЖйъы с возможностью поворота вокруг своей оптической оси и фиксации в двух положениях, угол между которыми равен

90, а второй поляризатор неподвижен и ориентирован в пространстве так, что еГо о плоскость поляризации образует угол 45 относительно плоскостей поляризации пер вогб полярйзатора в первом и втором положениях.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для измерения степени поляриза ций по спектру и спектра потока излуче-:ния, на фиг. 2" временная ФИгфаЯма, поясняющая работу устройства. Устройство содержит оптико-механический модулятор, образованный поляризаторами 1, 2, спектральный прибор 3, фотоумножитель

4, электронную схему 5, включающую в

<мбя широкополосны и усйлителЬ одноэлек тронных импульсов фЭУ и интегральный

1 амплитудный дискриминат<>р этих импуль сов, схему 6 совпадений, самодополняющийся суммирующий счетчик 7 с памятью

8 величины шума, схемой 9 совпадений и памятью 10 величины сигналя, самодополняющийся реверсивный счетчик 11 со схемой 12 указателя знака поляризации, схемой 13 совпадений и памятью 14,два пифроаналоговых преобразователя (БАП )

15 и 16 реверсивный двигатель 17 дат чики 18 (Сложение" ) и 19 (Вычитание") положения поляризатора Р„, конструктивно расположенные на оправе этого поляризатора, схему 20 автоматики и связанные с ней таймер 21 и счетчик 22 количества циклов.

Устройство работает следующим образом.

705"77 6 тд, эапни используются временные интервалы, а равные 3 с и больше.

3; 10; 30; 100; 300; 1000; 3000 секут сигналом переполнения таймера 21 схем

20 aBTQMBTHKH 38KpbIBaeT схему 6 cosna» дений и двигателем 17 поворачивает поля- Прибор, реализукнций предлагаемое ус-.тризатор 1 в обратном направлении на 90 ройство,позволяет измерять степень поляи устанавливает его во второе положение. Риэапии в диапазоне поляризаций от -1 0-4

При этом срабатывает датчик 19 Вычи- до +1 с точностью до 10 такие (фиг. 2в). Он управляет схемой

20 автоматики, которая снова открывает

10 схему 6 совпадений и управляет работой Ф î P м у л а и з о б р е т е н и я таймера 21. Таймер начинает измерение

1. Устройство для измерения степени крыта схема 6 совпаденИй (фиг. 2д) ° 3а поляризапии по спектру а спектРа потока заданное таймером время измерения и и с реверсивным и суммирующим счетчикапульсов, которые поступают иа входы стчиков 7 и 11 и вход схемы 12 ука- ми, о т л и ч а ю ш е е с Я тем, что, поляри ахи После one-anal с целью непосредственного получения або ения и вычитания составляющих один солютных значений степени поляризации р ия степени подари исследуемого потока излучения в широком запии, в суммирующем счетчике 7 удет спектральном интервале, оптико-механичесзаписано число (N +- Я, а в еверсивном

+ N a s реве сивном счетчике 11 будет записано число(Д: -g ) 2s торов, фотоэлектрическаЯ система счета

Оба эти числа заносятся в памяти 10 и фотонов содержит самодополняюшийся ре14 соответственно и высвечиваютСИ на пиф- версивный счетчик, выходй которбго сое б р бор Степень поляриза динены со схемой указателя знака поля-! ого потока и лучения (см риэапии и через схему совпадений, которая соединена с выходом схемы укаэатефиг. 2е) равна, l ля знака поляризации и управляется ею, М+ м-. р + " " с памятью, а также самодополняющийся соединены с входами памяти, а выходы со своим знаком плюс или минус, который

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а— шклов, которое задается счетчиком 22 ю ш е е с я тем, что первый поляризаколичества циклов. Результат такого ус

40 тОР ОптикОмеханического модулятора Вы редненного измерения выводится на циф"полнен подвижным с.возможностью поворовые табло счетчиков после окончания рота вокруг своей оптической оси и икторыми равен 90, а второй поляризатор в суммирующем счетчике эа время изме45 неподвижен и ораеНТароВаа в пространстрения, пропорционально средней интенсив- 45 ве так, что его плоскость поляризации ности исследуемого потока излучения и о образует угол 45 относительно плоскоспозволяет с помощью ЦАП 15 регистри тей поляризаш1И первого поляризатора в ровать его спектральное распределение первом и втором положениях. при сканировании спектрального прибора3, Р

Если необходимо зарегистрировать тольФ

0 ко спектр потока излучения, то оптико- . Источники информации, механический модулятор убирается из пуч- . принятые во внимание при экспертизе ка света. Излучение непосредственно oc- . 1. Баланюк А. Н. и др. Измерение повещает входную щель монохроматора 3. токов малой интенсивности и режиме сче-. станавливается та фотонов. Приборы и техника э кс ноСхема 20 автоматики устанавливае переключателем в режим записи спектра. Римента, М 1, 1 7

М 1 1976 с. 171 173. тиС СР

П и записи спектра можно использо- . 2. Авторское свидетельство СССГ

pè записи вать все интервалы времени, задаваемые М 360593, кл. 6 01 . .1 4 1, от .м таймером, Прн измеронии степени поляри- . (прототип).

705 77

Составитель А. Савченко

Редактор М, Минаев Техред К.Ковалева,,Корректор H. Степ а Заказ 8015/43 Тираж 766 Подписное

UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскап иаб., д. 4/5

Фипкап ППП Патаит, т. Уштород, уп. Проактиая, 4