Модуляційний фотоелектронний поляриметр

Модуляционный фотоэлектронный поляриметр, содержащий последовательно установленные на ж е с т к о м о с н о в а н и и и оптически связанные источник излучения и монохроматор, а также модулятор, кювету с образцом и датчик положения плоскости поляризации излучения, включающий фото приемиик и компаратор, выход которого подключен к первому информационному входу устройства обработки информации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что введен поляризатор, установленный между выходом монохроматора и входом модулятора, выполненного в виде управляемой электрооптической фазовой пластинки, а в датчик положения плоскости поляризации излучения цведен поляризационный анализатор, вход которого соединен с кюветой, а выход оптически связан с фотоприемником, соединенным через усилитель с : омпзратором, при этом оыход блока управления модулятора соединен со вторым информационным входом устройства обработки информации, с первым входом которого соединен выход компаратора. Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в метрологии, физике, биологии и медицине, в частности, для определения оптической активности пропускающих свет объектов. Наиболее близким по сущности к заявляемому изобретению является поляриметр Уткина, содержащий последовательно установленные на жестком основании и оптически связанные и сто ниш излучения, монохроматор, модулятор, выполненный в виде поляризационного светоделителя, жестко закрепленного в осевом канале маховика, кинематически связанного с пустотелым валом ротора двигателя через устройство развязки, при этом второй выход поляризации "модулятора оптически связан с фотоэлектрическим датчиком нулевого отсчета (датчиком начальной фазы вращения), кювету с исследуемым образцом, датчик положения плоскости поляризации, выполненный в виде неподвижного анализатора-светоделителя, выходы которого оптически связаны с двумя фотоприемниками, соединенными с входа,ми компаратора сигналов, и устройство об С > 10517 рабогки информации, при этом выход датчика нулевого отсчета и оыход датчика положения плоскости поляризации соединены с информационными входами устройства обработки информации. Однако известное устройство не обладает высокой точностью измерения, поскольку ь данном устройстве применен модулятор, выполненный в виде вращающегося поляризационного светоделителя, что приводит к значительным ошибкам при определении начальной фазы вращения этого модулятора, поскольку механическое вращение не обладает достаточной стабильностью и не позволяет добиваться высоких частот вращения и, следовательно, не позволяет уменьшить время одного измерения, К тому же точность измерений устройства ограничивается тем, что в датчике положения плоскости поляризации излучения применяется два фотоприемника с различными характеристиками. Также существенным недостатком этого устройства является то, что оно содержит большое количество оптических элементов, что усложняет эксплуатациюи юстировку, а также влияет на точность измерений. исключить из устройства датчик нулевого отсчета, поскольку его функции выполняет блок управления модулятором, поскольку фаза вращения плоскости поляризации све5 та, выходящего из модулятора Совпадает с фазой опорного напряжения, которое вырабатыоает блок управления модулятором. Кроме того, применение о модуляционном фотоэлектронном поляриметре модулятора 10 с электрическим управлением, позволяет резко повысить стабильность вращения плоскости поляризации света на выходе модулятора, тем самым это позволяет получить высокую точность при определении началь15 ной фазы вращения модулятора, что обеспечивает высокую точность и з м е р е н и й оптических характеристик исследуемых образцов. Устройство поясняется графическими 20 материалами, где на фигуре 1 приведена блок-схема модуляционного фотоэлектронного поляриметра, а на фигуре 2 - временные д и а г р а м м ы , п о я с н я ю щ и е работу устройства,. 25 Модуляционный фотоэлектронный поляриметр содержит последовательно установленные на ж е с т к о м о с н о в а н и и и оптически связанные источник 1 излучения, монохроматор 2, поляризатор 3, модулятор 30 4, выполненный в виде неподвижной управляемой электрооптической фазовой пластинки, кювету 5 с исследуемым образцом, датчик 6 положения плоскости поляризации, блок 7 управления модулятором и устройст35 во 8 обработки информации, при этом выходы блока 7 управления модулятором и датчика 6 положения плоскости поляризации подключаютсяк информационным DXOдам устройства 8 обработки информации, 40 Датчик 6 положения плоскости поляризации состоит из поляризационного анализатора 9, вход которого соединен с кюветой, а выход оптически связан с фотоприемникам 10, соединенным через усилитель 11 с компаратором 12, выход которого подключается к 45 информационному входу устройства 8 обработки информации. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования модуляционного фотоэлектронного поляриметра, в котором наличие нового элемента-поляризатора, новое применение узлов и новые связи элементов устройства между собой обеспечивают повышение точности определения начальной фазы вращения модулятора и упрощение схемы устройства и за счет этого обеспечивается повышение точности и скорости измерений характеристик оптически активных материалов. Поставленная задача решается тем, что в модуляционном фотоэлектронном поляриметре, содержащем последовательно установленные на ж е с т к о м о с н о в а н и и и оптически связанные источник излучения и монохроматор, а также модулятор, кювету с образцом и датчик положения плоскости поляризации излучения, выход которого подключен к первому информационному входу Модуляционный фотоэлектронный поустройства обработки информации, согласляриметр работает следующим образом. но изобретению, вводится поляризатор, ус- 50 Монохроматический свет проходит потановленный между монохроматором и ляризатор 3, преобразуясь в свет с линейной модулятором, который выполнен в виде упполяризацией, и поступает затем иа модуляравляемой электрооптической фазовой платор 4, где превращается в непрерывно врастинки, при этом выход блока управления щающийся ' с- частотой Q л и н е й н о модулятора соединен со вторым информа- 55 поляризованный свет, проходит кювету с исционным входом устройства обработки инследуемым образцом 5 и попадает на аналиформации. затор 9, где изменения азимута плоскости поляризации света преобразуются в измеИспользование о заявляемом устройстнение интенсивности света и регистрируютве о качестве модулятора управляемой элекся ф о т о п р и е м н и к о м 10, после э т о г о т р о о п т и ч е с к о й п л а с т и н к и позволяет 10517 усиливаются усилителем 11, поступая затем на вход компаратора 12, где сигнал с усилителя 11 из синусоидального преобразуется в сигнал прямоугольной формы, который поступает на информационный вход устройст- 5 ва 8 обработки информации. Синхронно с блока управления модулятором 7 на другой информационный вход устройства 8 обработки информации поступает сигнал опорного напряжения, после чего в устройстве 8 10 обработки информации вычисляется разность фаз между сигналами с компаратора 12 и блока 7 управления модулятором, по которой определяется угол поворота плоскости поляризации излучения, обеспечива- 15 ющий определение оптически-активных компонентов образцов, например наличие сахара в крови человека. Согласно закону Малюса интенсивность света I, плоскость поляризации которого 20 вращается с угловой скоростью Ц, после прохождения через поляризационный анализатор описывается выражением (Р.Аззам, Н.Башара. Эллипсометрия и поляризованный свет. М., Мир. 1981). " 25 7 управления модулятором и сигналом U с © выхода компаратора 12 (фиг.2а). А