SU1644001A1

SU1644001A1 - Differential method for measuring optical constants of liquids

Info

Publication number: SU1644001A1
Application number: SU884448819A
Authority: SU
Inventors: Юрий Александрович Степин
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6681
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1988-06-27
Publication date: 1991-04-23

Abstract

Изобретение относитс к оптической измерительной технике. Целью изобретени вл етс повышение точности измерений. Способ основан на сравнении показателей преломлени контролируемой жидкости и материала твердотельной эталонной призмы гониометрическим методом. Перед измерени ми эталонную призму и контролируемую жидкость помещают в кювету с прозрачным дном, которую наклон ют до тех пор, пока блики от поверхности жидкости и выступающей над ней грани эталонной призмы не совпадут. При этом положении кюветы жидкость образует призму с преломл ющим углом, равным углу эталонной призмы. Разность показателей преломлени жидкости и материала призмы определ ют с помощью зрительной трубы по разности углов выхода лучей, направленных на призму и жидкость перпендикул рно прозрачному дну кюветы. 1 ил. ФThis invention relates to optical measurement technology. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy. The method is based on a comparison of the refractive indices of the controlled liquid and the material of the solid-state standard prism by the goniometric method. Before measurements, a reference prism and a controlled liquid are placed in a cuvette with a transparent bottom, which is tilted until the reflections from the surface of the liquid and the face of the reference prism protruding above it. At this position of the cell, the liquid forms a prism with a refracting angle equal to the angle of the reference prism. The difference between the refractive indices of the liquid and the prism material is determined using a telescope by the difference of the angles of exit of the rays directed at the prism and the liquid perpendicular to the transparent bottom of the cell. 1 il. F

Description

Изобретение относитс к оптико-механической промышленности и может быть использовано при измерении оптических констант жидкостей, используемых в качестве оптических сред.This invention relates to the optomechanical industry and can be used to measure the optical constants of liquids used as optical media.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерений.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy.

На чертеже показана принципиальна схема устройства дл реализации способа.The drawing shows a schematic diagram of an apparatus for implementing the method.

В сосуде 1 с прозрачным дном 2 размещены эталонна (стекл нна или кристаллическа ) плазма 3 и контролируема жидкость 4. Коллиматор 5 состоит из источника 6 линейчатого спектра, конденсора 7, щели 8 объектива 9. Зрительна труба 10 имеет возможность поворота вокруг оси, перпендикул рной плоскости чертежа, и состоит из объектива 11, сетки 12 и окул тора 13. Преломл ющие углы жидкостной и эталонной призм, углы выхода лучей из этихIn the vessel 1 with a transparent bottom 2, a standard (glass or crystalline) plasma 3 and a controlled fluid 4 are placed. The collimator 5 consists of a source 6 of a linear spectrum, a condenser 7, a slit 8 of the objective 9. The viewing tube 10 can be rotated around an axis perpendicular of the drawing plane, and consists of a lens 11, a grid 12 and an ocular torus 13. The refracting angles of the liquid and reference prisms, the angles of exit of the rays from these

призм и угол наклона сосуда к горизонту обозначены соответственно через ом, о,prisms and the angle of inclination of the vessel to the horizon are denoted respectively by om, o,

бж, &, Р.BZ, &, R.

Измерение оптических констант контролируемой жидкости осуществл етс следующим образом.The measurement of the optical constants of the controlled liquid is carried out as follows.

В сосуд 1 помещают эталонную призму 3 и контролируемую жидкость 4, после чего сосуд 1 наклон ют так, чтобы поверхность его дна 2, контактирующа с гранью призмы 3, образовала с плоскостью горизонта угол р, равный преломл ющему углу оэ эталонной призмы. Контроль за этой операцией ведут с помощью автоколлиматора (не показан) по совмещению бликов от поверхностей жидкости и призмы. При совмещении бликов преломл ющий угол аи жидкостной призмы равен углу оз. Через дно 2 сосуда 1 параллельный пучок лучей,выход щих из коллиматора 5, направл ют перпендикул рно грани призмы 3, конOS 4- Јь О ОA reference prism 3 and a controlled liquid 4 are placed in vessel 1, after which vessel 1 is tilted so that the surface of its bottom 2, which is in contact with the face of prism 3, forms an angle p with the horizon plane equal to the refractive angle oe of the reference prism. Control over this operation is carried out using an autocollimator (not shown) by combining the glare from the surfaces of the liquid and the prism. When combining the highlights, the refracting angle of the liquid prism is equal to the angle of the lake. Through the bottom 2 of the vessel 1, a parallel beam of rays emanating from the collimator 5 is directed perpendicularly to the face of the prism 3, end 4

тактирующей с дном 2 сосуда. При этом пучка попадает на эталонную призму 3. а втора часть - на призму, образованную контролируемой жидкостью 4. В силу закона преломлени лучи одной и той же длины волны выйдут из призмы 3 и жидкости 4 под углами & и бж. Если показатели преломлени материала призмы 3 и контролируемой жидкости равны, то и углы выхода лучей из эталонной & и жидкостной ёж призм окажутс равными в силу равенства углов оэ и ож. Если углы & и бж не равны друг другу, то их разность Дб определ етс отсчитываемым поворотом зрительной трубы между ее положени ми, при которых два изображени щели последовательно совпадают с центром сетки 12. По величине Дб и заранее известным показателю преломлени материала эталонной призмы 3 и ее преломл ющему углу определ ют показатель преломлени контролируемой жидкости 4. Эту операцию повтор ют дл каждой из интересующих длин волн.clocked with the bottom of 2 vessels. The beam hits the reference prism 3. and the second part - on the prism formed by the controlled fluid 4. By virtue of the law of refraction, rays of the same wavelength come out of the prism 3 and liquid 4 at angles & and BZ If the refractive indices of the material of the prism 3 and the controlled liquid are equal, then the angles of exit of the rays from the reference & and the liquid hedgehog of prisms will turn out to be equal due to the equal angles oe and ozh. If angles & and BZ are not equal to each other, then their difference dB is determined by counting the rotation of the telescope between its positions, at which two images of the slit consistently coincide with the center of the grid 12. The dB value and the previously known refractive index of the material of the reference prism 3 and its refractive index the angle determines the refractive index of the controlled fluid 4. This operation is repeated for each of the wavelengths of interest.

Предлагаемый способ позвол ет сбазиро- ватьс на известные с высокой точностью оптические константы твердых материалов (стекла или кристаллов), избавитьс от погрешностей , вносимых в результат ошибками изготовлени и контрол угловых размеров кювет, а также с высокой степенью точности уравн ть преломл ющий угол жидкостной и твердотельной эталонной призм (не прибега к производственным затра- там), существенно уменьша тем самым погрешность измерени из-за ошибки определени преломл ющих углов.The proposed method allows one to base on the known optical constants of solid materials (glass or crystals) with high accuracy, to get rid of errors resulting from manufacturing errors and to control the angular dimensions of the cuvette, as well as to equalize the refractive angle of the liquid and a solid-state reference prism (without resorting to production costs), thereby significantly reducing the measurement error due to the error in determining the refractive angles.

Claims

Invention Formula

A differential method for measuring the optical constants of a liquid, including the illumination of a test liquid and a reference prism by a parallel beam of rays; measurement of the difference between the angles of deflection of the rays refracted by them, according to which the trial is about the optical constants of the liquid, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, the test liquid is illuminated and a reference solid-state prism placed in a vessel so that the prism is in contact with the transparent bottom the vessel, perpendicular to its bottom, additionally register autocollimation glare from the surface of the liquid and the face of the reference prism protruding above it, and the difference of the angles of deflection of the refracted rays is measured with an inclined Assumption vessel corresponding to coincidence of said flare.

70

C5