182334. lajstromszámú szabadalom • Goniofotométer
3 182334 méter fénykicsatoló prizmatestjének egy lehetséges kiviteli alakját, a 3. ábra a találmány szerinti, retroreflexiós szögtartományban történő mérések elvégzésére alkalmas goniofotométer fénykicsatoló prizmatestjének egy további, javított példaképpeni kiviteli alakját, a 4. ábra a 3. ábra fénykicsatoló prizmájának a goniofotométerben történő elhelyezését mutatja. Az 1. ábrán bemutatott goniofotométer az A megvilágító nyalábot előállító L mintamegvilágító egységből, a megvilágított 18 mintafelület forgatására alkalmas M mintatartó egységből, melyek a 20 közös tengely körül egymáshoz képest a beesési síkban (az ábra síkja) elforgathatóak, továbbá a fényelektromos D észlelő egységből, mely az A megvilágító nyaláb Ol optikai tengelyének és a megvilágított 18 mintafelület síkjának metszéspontja körül forgatható el, áll. A 18' mintafelület normálisa és az 0L optikai tengely közötti szög a ß beesési szög, az Ot optikai tengely és a megvilágított 18 mintafelületről kilépő B mérőnyaláb 0D optikai tengelye közötti szög a y észlelési szög. Az ábrán az 0D optikai tengely a beesési síkban fekszik, de elvileg a térben bármely tetszés szerinti helyzetet is felvehet. A célszerűen folytonos spektrumú, nem polarizált fényt kibocsátó 1 fényforrás optikai képét a 2 és 5 kondenzor lencsék a 7 megvilágítási térszögkorlátozó fényrekeszre képezik le. A 2 és 5 kondenzor lencsék közötti térrészben a fénynyaláb célszerűen párhuzamos, mely térrészben kerülnek elhelyezésre az A megvilágító nyaláb hullámhosszát kiválasztó 3 színszűrő (pl. interferenciaszűrők), valamint az A megvilágító nyaláb polarizációs síkját kiválasztó, célszerűen forgatható 4 polarizációs szűrő, mellyel a megvilágított 18 mintafelületre beeső A megvilágító nyaláb polarizációs síkját a beesési síkkal párhuzamosra, ill. arra merőlegesre lehet beállítani, a szabatos méréseket ugyanis mindkét polarizációs iránynál el kell végezni. A pozitív dioptriájú 8 megvilágító objektív oly módon van elhelyezve, hogy a 7 megvilágítási térszögkorlátozó fényrekesz a 8 megvilágító objektív tárgyoldali fókuszsíkjában legyen. Ebben az esetben ugyanis az A megvilágító nyaláb fénysugarainak maximális térszögét a 7 megvilágítási térszögkorlátozó fényrekesz mérete és a 8 megvilágító objektív f fókusztávolságának aránya szabja meg. Mivel a 18 megvilágított mintafelületről kilépő fény térbeli intenzitáseloszlás függése a beesési síkban a ß beesési szögtől erősebben függ, a 7 megvilágítási térszögkorlátozó fényrekesz célszerűen változtatható szélességű, melynek keskenyebbik oldala a beesési síkkal párhuzamos. Az ily módon előállított, a 18 mintafelületre beeső A megvilágító nyaláb keresztmetszetét ebben az esetben a 2, 5 kondenzorok és a 8 megvilágító objektív átmérőjének valamelyike fogja meghatározni. Nagy ß beesési szögek esetén a 18 megvilágított mintafelület méretének korlátozására pl. a 8 megvilágító objektívre változtatható méretű nyílást lehet elhelyezni, de ez nem ad kielégítő eredményt, mivel ezen nyíláson, annak csökkentése esetén fénydiffrakció lép fel és a fénynyaláb divergenciája megnövekszik. Jobb eredményt érhetünk el, ha a sugármenetben 6* látómező határoló fényrekeszt (4. ábra) helyezünk el a 7 megvilágítási térszögkorlátozó fényrekesz előtti térrészben 8 megvilágító objektív tárgyoldali H fősíkjától olyan távolságban, mely távolság a megvilágított 18 mintafelületnek a 8 megvilágító objektív képoldali H' fősíkjától való távolságának mint k képtávolságnak konjugált t tárgytávolsága. Ekkor a 18 mintafelületen a 6* látómezőhatároló fényrekesz leképzett, éles kontúrú, diffrakciómentes képe lesz csak megvilágítva. A ß beesési szög változtatásakor azonban ez az optikai látómező határolás már nem megfelelő, bár a 6* látómezőhatároló fényrekesz szűkítésével a kép mérete tartható, de mivel a 18 mintafelület a konjugált képsíkból kifordul a megvilágított 18 mintafelület oldalai elmosódottak lesznek. A találmány szerinti goniofotométer egyik fő jellemzője, hogy 6* (4. ábra) látómezőhatároló fényrekesz helyébe a 21 tengely körül elfordítható, 6 elfordítható Iátómezőhatároló fényrekeszt helyez el, melynek a elfordítási szögét a ß = 0 beesési szöghöz tartozó, mérés közben állandó méretűnek tartandó megvilágított 18 mintafelület szélessége, a ß beesési szög és a konjugált t ill. k tárgy-képtávolságok határozzák meg. A 21 tengely a 20 közös tengellyel párhuzamos. A megvilágított 18 mintafelület azonos méretű és éles kontúrú marad, ha a ß beesési szög (a 18' mintafelület normálisának elfordulási szöge) és az a elfordulási szög (a 6' fényrekesz normálisának elfordulási szöge között az k-tga = t-tgß egyenlőséget biztosítjuk oly módon, hogy a 20 közös tengely és a 21 tengely elfordulási iránya ellentétes. Az a elfordulási szög lehet kézi állítású, de lehet kényszerkapcsolatú meghajtás is, mely közös 22 hajtóműről, célszerűen oldható 23, 24 tengelykapcsolók közbeiktatásával a fenti egyenlőséget biztosítja. A 23, 24 tengelykapcsolók fixek is lehetnek. Ezen találmány szerinti goniofotométerben a konjugált t ill k tárgy-képtávolságok aránya tetszőleges véges érték lehet, célszerű azonban k = t értékeket választani, amikor az a elfordulási szögek áttételi aránya 1:1 (forgásirány ellentétes). A megvilágított 18 mintafelületről a y észlelési szög irányába kilépő B mérőnyalábot a 13 észlelő objektív fókuszsíkjában elhelyezett 14 észlelési térszög korlátozó fényrekeszen át vetíti a 16 mérődetektorra, mely előtt a célszerűen változtatható transzmissziójú 15 fénygyengítő szűrő van elhelyezve. Az 1. ábrán feltüntetett elrendezésnél a B mérőnyaláb sugarai egy belül diffúz, matt 26 integráló gömb közvetítésével jutnak a 16 mérődetektorra. A 6 elfordítható látómező határoló fényrekesz elfordítása természetesen változtatni fogja az A megvilágító nyaláb intenzitását. Ha a méréseket a ß beesési szög függvényében végezzük, célszerű az A megvilágító nyaláb egy részét, mint R referencia nyalábot a 9 részben áteresztő, részben fényvisszaverő tükörrel a változtatható transzmissziójú 10 fénygyengítő szűrőn át optikailag kicsatolni és a goniofotométer mérőjelét a 16 mérődetektor és 11 referencia detektor (4. ábra) külön-külön változtatható erősítésű villamos erősítővel képzett jelek hányadosából származtatni. A hányadosképzéssel származtatott mérőjel egyúttal az 1 fényforrás esetleges intenzitásingadozásainak zavaró hatását is kiküszöböli. A 4. ábrán feltüntetett elrendezés a hányadosméréssel képzett mérőjel egy további lehetséges kiviteli formáját mutatja be. Ennél az elrendezésnél az optikai R referencia nyalábot optikai úton vezetjük pl. 25 referencia objektív és 28 fényvezető szálon át, az ezen kiviteli formában közös, 16 mérődetektorra, az említett belül diffúz, matt 26 integráló gömb közvetítésével. Az A megvilágító- és R referencia nyaláb útjába ekkor, azok alternatív takarására alkalmas fényzárat, pl. 27 forgótárcsát, helyezünk el és a goniofotométer mérőjelét a 16 mérődetektor jeléből villamosán szétválasztott, külön-külön változtatható erősítésű villain as erősítőkkel képzett villamos mérő ill. referencia jel hányadosból származtatjuk. Mindkét kiviteli formában célszerűnek találtuk mind a változtatható transzmissziójú 10 és 15 fénygyengítő szűrők, mind a változtatható erősítésű villamos erősítők együttes alkalmazását, mivel univerzális feladatok ellátására alkalmas goniofotométemél a 18 mintafelülettől, 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
