183925. lajstromszámú szabadalom • Berendezés síkfelületű anyagminták optikai állandóinak meghatározásához
1 183 925 2 A 3. ábrán az 1. ábra a-a metszetvonalától balra eső rész találmány szerinti elrendezését mutatjuk be három kiválasztott XI—X3 hullámhosszon történő mérésekhez. Az Fpl, Fsl; Fp2, Fs2; Fp3, Fs3 fényforrások páronként azonos hullámhosszúságú fényt emittáló diódák, melyeknek helyzetét az Lp, Ls külön kollimáló objektívek fókuszsíkjában a fókusztávolság és a PFp, PFs színegyesítő elem — jelen példában Amici prizma — diszperziója szabja meg. A megfelelő helyzetben levő fényforrás párokból származó, eltérő hullámhosszúságú fénynyalábok az IKps megvilágító nyalábban azonos optikai tengelyen haladnak. Az a-a metszetvonaltól jobbra eső rész lehet pl. az 1. ábrán feltüntetettel azonos, amikor a n törésmutató mérését három kivlasztott hullámhossznál végezhetjük az 1. ábrán leírt mérési ciklusnak háromszori, az azonos fényforráspárokhoz tartozó fényforrások üzemeltetésével, vagy pl. a 2. ábrán feltüntetettel azonos, amikor a n és k értékek mérését három kiválasztott hullámhossznál végezhetjük a 2. ábránál leírt mérési ciklusnak háromszori ismétlésével, de megegyezhet az 5. vagy a 6. ábra jobb oldali elrendezésével is. A 4. ábrán példaképpen bemutatott kiviteli elrendezés folyamatosan kiválasztható hullámhosszakon teszi lehetővé a mérések elvégzését. Az ábrán ismét csak az 1. ábra a-a metszésvonalától balra eső részeket tüntettük fel. A 4. ábrán az Ip és Is fényforrások szakaszos üzemben üzemeltethető folytonos spektrumú fényt kibocsátó villanó lámpák. A P nyalábegyesítő elem pedig egyútal az Ip, Is komponens nyalábok megfelelő polarizációs irányát biztosító, akromatikus, ún. fordított „foster” prizma. (A komponens nyalábok egyesítésére és polarizációjának biztosítására természetesen a 4. ábra elrendezése az 1. és 3. ábrákon feltüntetett elrendezéssel és az 1. és 3. ábrák elrendezése a 4. ábra elrendezésével felcserélhető. A P nyalábegyesítő elem után a nyalábok párhuzamosak, megfelelően polarizáltak. Meghatározott hullámhosszúság kiválasztását valamely FM monokromátor végzi, melynek BK’ belépő résére LL első leképző objektív az Fp, Fs fényforrások képét képezi le. Az IKps megvilágító nyaláb párhuzamosítását LK kollimáló objektív végzi, melynek fókuszsíkjában van az FM monokromátor BK” kilépő rése. (A rés kisesbbik mérete itt is párhuzamos a beesési síkkal.) Az FM monokromátorban azonban a fény csak olyan síkfelületen (pl. prizma) haladhat át, ill. reflektálódhat (pl. tükör), melynek normálisa a beesési síkkal párhuzamos vagy merőleges síkban fekszik, ellenkező esetben a PLp és PLs, ill. a Foster prizma által meghatározott polarizációs irányok elfordulnak, ami hamis mérési eredményekre vezet. Az LL leképző objektív és LK kollimáló objektív előnyösen alkalmazható az 1. ábrán feltüntetett Bp, Bs fényforrásrések kiváltására, amikor az LL első leképző objektív és LK kollimáló objektív közös fókuszsíkjában egyetlen BK közös rést helyezünk el, melyre az LL leképző objektív az összes Fp, Fs fényforrásokat optikailag leképezi. (Az ábrán a BK közös rés szerepét BK’, BK” monokromátor rések helyettesítik.) Az ábra a-a metszetétől jobbra eső rész megegyezhet pl. az 1. és 2. ábrák, vagy az 5. és 6. ábrák bármelyikének jobb oldali részével is. Az 5. ábrán a találmány szerinti berendezés egy példaképpeni, célszerűen folyadékminták mérésére kialakított mintatartó egységét mutatja be. Az ST (SH+ST2) mintatartó egység egy, a berendezésben rögzített ST1 első prizmatagból és cserélhető ST2 második prizmatagból áll. Az STI, ST2 prizmatagok STla belépő ill. STlb, ST2b ki- 4 lépő felületei merőlegesek az IKps megvilágító ill. IRps reflektált, ITps transzmittált mérőnyalábok OK, OR, OT optikai tengelyeire (ez esetben ezen határfelületek transzmissziója p és s nyalábokra azonos) míg STI, ST2 prizr iatagok STlo, ST2o mérőfelületei a rögzített a beesési szögnek megfelelően vannak lemunkálva. A vizsgálandó S minta ez esetben lehet az ST2 második prizmatag ST2o mérőfelületére felvitt, felpárolt, esetleg ismeretlen rétegvastagságú szilárd anyag vagy d rétegvastagságú, részben tényt áteresztő folyadék. A d rétegvastagságot az ST1 első, és ST2 második prizmatag közé elhelyezett d vastagságú Dd közdarab biztosítja, melynek középkivágása s megvilágított mintafelületnél nagyobb. A d rétegvastagságú mintatér ekkor célszerűen, a rajzon nem feltünteti«, folyadék be- és elvezető csatlakozásokkal van ellátva, melyek közül az elvezető csatlakozás a zavaró buborékhatás elkerülésére a térben a mintatér legmagasabban fekvő pontjához illeszkedik. A folyadék be- és elvezető csatlakozásokhoz pl. széria vizsgálat, folyamatel- 1 ínőrzés esetén mintaadagoló szerkezet is kapcsolható. A 6. ábra a találmány szerinti berendezés egy további, célszerűen kialakított, folyadékminták mérésére, valamint egyéb jellemzőinek meghatározására szolgáló mint itartó egységét mutatja be. Ekkor az ST mintatartó egység egy H henger alakú összetett prizmatest, melyben az S minta a henger egyik, a henger tengelyén átmenő felező síkjában kialakított, d rétegvastagságot biztosító Dd közcarabbal kialakított mintatérben helyezkedik el. A felező sík az IKps megvilágító nyaláb és IRps reflektált mérőryaláb metszéspontjában a beesési síkra merőleges. Ennél az elrendezésnél az a beesési szög tetszőleges értékű lîhet, a fényintenzitásokat mérő egységeket pl. M2 fény- i itenzitásmérő egységet az ITps transzmittált mérőnyalíb, OT optikai tengelyén, egy további egységet, pl. Ml fényintenzitásmérő egységet az IRps reflektált mérőnyaláb OR optikai tengelyén helyezhetjük el. A H henger ílakú összetett prizmatestet elfordítva sem a transzmittált, sem a reflektált nyalábokban nem változik a be- ill. 1 ilépésnél a reflexiós veszteség, így az Ml fényintenzitísmérő egységet ismét — a megváltozott tükrözési irányba állítva — az OR optikai tengely a H henger alakú összetett primatest tgengelyére mutat, tehát szabatos méréseket végezhetünk. Ez a mintatartó kiképzés alkalmas arra is, hogy egyetlen fényintenzitásmérő egységgel (pl. Ml) különböző beesési szögek esetén a mintafelület előtti és/vagy mögötti irányokban meghatározzuk a mintáról szóródó fényintenzitásokat, mind p, mind s polarizációban, mely értékekből a folyadékmintában levő szórócentrumok szemcsenagyságára és eloszlására is következtetéseket lehet levonni. Ezen H henger alakú összetett prizmatest optikailag 1 engerlencsét képez, emiatt az IKps megvilágító nyalábba LL leképző objektívet kell elhelyezni, melynek fó- 1 uszsíkja egybeesik a félhenger fókuszvonalával, ide szükség esetén BK közös rés is elhelyezhető, míg az Ml—Mz fényintenzitásmérő egységekben elhagyjuk az I.M második leképző objektíveket és a BM mérőréseket közvetlenül a félhenger második fókuszvonalába helyezzük. Ez esetben a H henger alakú összetett prizmatesten belül haladó megvilágító és mérőnyalábok párhuzamosak, ami szabatos méréseket tesz lehetővé. A 7. ábra a találmány szerinti berendezés egy további — célszerűen félvezető detektorok felületén képződött \agy kiképzett optikai réteg (rétegkombináció) mérésére kialakított — példaképpeni kiviteli alakja. Az a-a met-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
