SU1679304A1 - Устройство дл измерени коэффициента отражени зеркала - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  коэффициента отражени  зеркальных поверхностей оптических элементов . Цель изобретени  - обеспечение L проведени  измерени  при наклонном падении . Цель достигаетс  за счет введени  в устройство светоделител  8, оптически св занного с ним опорного фотоприемника 9 и блоков 10 и 11 регистрации, которые позвол ют определить положение отражающей поверхности исследуемого зеркала 18. Кроме того, выполнение держател  5 исследуемого зеркала 18 с возможностью линейного перемещени  вдоль оси, перпендикул рной плоскости установки зеркала, и вращени  вокруг взаимно перпендикул рных осей, проход щих через точку пересечени  лучей, позвол ет устанавливать зеркало в строго определенное положение, при котором угол падени  луча на зеркало остаетс  посто нным . В этом случае отраженный луч попадает всегда в одну и ту же точку чувствительной поверхности фотоприемников 6 и 7, что обеспечивает исключение погрешностей и повышает точность измерени , 1 ил. (/) С X о sj ю w о

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  коэффициента отражени  зеркальных поверхностей оптических элементов .

Целью изобретени   вл етс  обеспечение проведени  измерений при наклонном падении луча при сохранении точности.

На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит оптически св занные источник 1 излучени , оптическую схему 2, образующую два пересекающихс  канала, заглушки 3 и 4, держатель 5 исследуемого зеркала, фотоприемники б и 7. Устройство также содержит установленный последовательно с источником излучени  счета делитель 8 и оптически св занный с ним опорный фотоприемник 9, и два регистрирующих блока 10 и 11, каждый из которых содержит светоделительную пластину 12, полупрозрачное зеркало 13, два позицион- но-чувствительных фотоприемника 14 и 15 и два сумматора 16 и 17. Светоделительна  пластина 12 каждого блока одной поверхностью оптически св зана с соответствующим фотоприемником 6 (7) и одним из позицион- но-чувствительных фотоприемников 14, другой поверхностью - оптически с держателем 5 исследуемого зеркала и через полупрозрачное зеркало 13 с другим позиционно-чувствительным фотоприемником 15. При этом первые выходы позицион- но-чувствительных фотоприемников 14 и 15 подключены к входам первого сумматора 16, вторые выходы - к входам второго сумматора 17 соответствующего регистрирующего блока. Держатель зеркала выполнен с возможностью линейного перемещени  вдоль оси, перпендикул рно плоскости установки исследуемого зеркала, и вращени  вокруг взаимно перпендикул рных осей, проход щих через точку пересечени  оптических осей каналов.

Устройство работает следующим образом .

Определение искомого коэффициента отражени  зеркальной поверхности исследуемого зеркала 18 сводитс  к четырем измерени м .

При первом измерении устанавливают заглушку 4 и убирают заглушку 3 и исследуемое зеркало 18. При этом световой пучок проходит светоделительную пластину 12 блока 11 регистрации и регистрируетс  фотоприемником 7. Часть светового потока, ответвленна  светоделителем 8, регистрируетс  опорным фотоприемником 9. При этом напр жени  на выходе фотоприемников 9 и 7 оказываютс  равными

и91 ФгК8А9;(1)

U71 Ф1 К1 А7 П21.(2)

где Ф t световой поток во врем  первого измерени ;

Kg, Ki - соответственно коэффициенты

передачи светового потока от источника 1 излучени  к фотоприемнику 9 и пластине 12 при отсутствии зеркала 18;

А, Ад - соответственно чувствительно0 сти приемников 7 и 9;

Т121 - коэффициент пропускани  пластины 12 блока 11 во врем  первого излучени .

Результат первого измерени  опреде5 л ют как

X U7i/Ugi .(3)

При втором измерении в держателе 5 устанавливают исследуемое зеркало 18 зеркальной поверхностью к светоделительной

0 пластине 12 блока 10 регистрации. Световой пучок, отраженный от зеркала 18, через светоделительную пластину 12 поступает на фотоприемник 6. Часть светового потока, отразившись от светоделительной пласти5 ны 12, поступает через полупрозрачное зеркало 13 на позиционно-чувствительный приемник 15, а световой поток, который отражаетс  от полупрозрачного зеркала 13, - на позиционно-чувствительный фотоприемник 14. Так как световой пучок, отразившийс  от зеркала 18,проходит меньший путь при поступлении на позиционно-чувствительный фотоприемник 15, чем при поступлении на позиционно-чувствительный фотоприемник

5 14, то по разности выходных сигналов пози- ционно-чувствительных фотоприемников 14 и 15 (вычитание осуществл етс  в сумматорах 16 и 17) можно судить об угловом положении зеркала 18. Держатель 5 зеркала 18

0 поворачивают вокруг двух взаимно перпендикул рных осей, проход щих через точку пересечени  лучей, таким образом, чтобы выходные сигналы сумматоров 16 и 17 стали равными нулю. При этом исследуемое зер5 кало 18 с высокой точностью устанавливаетс  по углу. Затем держатель 5 перемещают вдоль оси, перпендикул рной плоскости установки зеркала 18, так что выходной сигнал позиционно-чувствительного

0 фотоприемника 15 (14) равен нулю. При этом с высокой точностью устран етс  и линейное смещение исследуемого зеркала 18. Выходные сигналы фотоприемников 9 и 6 оказываютс  равными

5и92 Ф2 К8 А9;(4)

1)62 Ф2 К1 р X -Г122 Аб,(5)

где Фа - световой поток во врем  второго

измеоени :

РХ - коэффициент отражени  исследуемого

зеркала 18;

П22 коэффициент пропускани  свето- делительной пластины 12 блока 10 во врем  второго измерени :

Аб - чувствительность фотоприемника 6.

Результат второго измерени  определ ют как

Х2 U62/U92.(6)

Перед третьим измерением устанавливают заглушку 3 и убирают заглушку 4 и зеркало 18. Выходные сигналы фотоприемников 9 и 6 оказываютс  равными

и93 Фз-К8-Аэ;(7)

ибЗ Фз К2 Г122 Аб ,(8)

где Фз - световой поток во врем  третьего измерени ;

К2 - коэффициент передачи светового потока от источника измерени  1 до пластины 12 блока 10.

Результат третьего измерени  опреде- л ют как

Х3 U63/U93.(9)

Перед четвертым измерением в держателе 5 устанавливают исследуемое зеркало 18 рабочей поверхностью к пластине 12 бло- ка 11 регистрации, Держатель 5 поворачивают вокруг взаимно перпендикул рных осей, проход щих через точку пересечени  лучей, таким образом, чтобы выходные напр жени  сумматоров 16 и 17 блока 11 ста- ли равными нулю. Затем держатель 5 перемещают в направлении, перпендикул рном плоскости зеркала 18, таким образом , чтобы выходной сигнал позиционно-чувствительного фотоприем- ника 14 (15) стал равным нулю. При этом исследуемое зеркало 18 устанавливаетс  с высокой точностью, Выходные напр жени  фотоприемников 9 и 7 при этом равны

иэ4 Ф4-Ка-А9;(10)

и74 Ф4 К2 Г121 А7/ х.(11)

где Ф4 - световой поток на выходе источника 1 во врем  четвертого измерени .

Результат четвертого измерени  определ ют как

X4 U74/U94.(12)

Реша  систему из выражений (1), (2), (4), (5), (7), (8), (10) и (11) относительно ох и перехода затем к значени м XL X2, Хз, Хз, получают искомый коэффициент отражени  исследуемого зеркала 18

р VX2 -X4/Xi -Хз

Полученный результат дл  коэффициен- 55 та отражени  не зависит ни от величины светового потока, ни от характеристик оптических элементов, ни от неравномерности

5

10

15

20

25 30 35

40

45

50

55

чувствительности рабочих поверхностей фотоприемников.

В соответствии с изобретением реализовано устройство дл  измерени  коэффициента отражени  зеркальной поверхности интенференционных зеркал. В качестве источника измерени  использовалс  прибор типа ЛГН-303, в качестве измерительных и опорных фотоприемников - фотодиоды ФДУК-2, в качестве позиционно-чувстви- тельных фотоприемников - ФД-20КП. Устройство обеспечивает измерение коэффициента отражени  зеркал в диапазоне 99-99,99% с погрешностью не более 4 0,01%.

Claims (1)

1. Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет обеспечить высокую точность измерени  зеркальных поверхностей при наклонном падении зондирующего излучени . Оно может быть использовано в производстве оптико-механических приборов. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  коэффициента отражени  зеркала, содержащее оптически св занные источник излучени . оптическую схему, образующую два оптических канала, держатель исследуемого зеркала , два регистрирующих блока, каждый из которых содержит светоделительную пластину , оптически св занную одной поверхностью с фоюприемником и позиционно чувствительным фотоприемником, а также опорный фотоприемник, отличаю in еес  тем, что, с целью обеспечени  проведени  измерений при наклонном падении луча прч сохранении точности, в устройство сведен светоделитель, оптически св занный с источником излучени  и опорным фотоприемником , оптические каналы выполнены с пересекающимис  оптическими ос ми, причем оптические длины пути в каналах от источника излучени  до точки пересечени  оптических осей равны между собой в каждый регистрирующий блок введены оптически св занные с другой поверхностью светоделительной пластины попупрозрач- ное зеркало и второй позиционно-чувстви- тельный фотоприемник, а также два сумматора, первые выходы позиционно- чувствительных фотопоиемников каждого блока подключены к входам первого сумматора , а вторые - к входам второго сумматора , причем держатель исследуемого зеркала выполнен с возможностью линейного перемещени  вдоль оси, перпендикул рной плоскости установки зеркала, и вращени  вокруг взаимно перпендикул рных осей, проход щих через точку пересечени  оптических осей каналов.