Например, Бобцов

УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА НАПРАВЛЕННОГО ПРОПУСКАНИЯ ШИРОКОАПЕРТУРНЫХ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

ÏÐÀÊÒÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÁËÅÌÛ ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ

ÓÄÊ 535.345

ÓÑÒÀÍÎÂÊÀ ÄËß ÈÇÌÅÐÅÍÈß ÑÏÅÊÒÐÀËÜÍÎÃÎ ÊÎÝÔÔÈÖÈÅÍÒÀ ÍÀÏÐÀÂËÅÍÍÎÃÎ ÏÐÎÏÓÑÊÀÍÈß ØÈÐÎÊÎÀÏÅÐÒÓÐÍÛÕ ÎÏÒÈ×ÅÑÊÈÕ ÝËÅÌÅÍÒÎÂ

© 2008 ã.

Å. È. Äìèòðèåâ, êàíä. òåõí. íàóê; Î. Ê. Ôèëèïïîâ, êàíä. òåõí. íàóê; Â. Ã. Ôèëèïïîâ
Íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêèé èíñòèòóò êîìïëåêñíûõ èñïûòàíèé îïòèêî-ýëåêòðîííûõ ïðèáîðîâ è ñèñòåì, ã. Ñîñíîâûé Áîð Ëåíèíãðàäñêîé îáë. E-mail: contact@niiki.ru

 ðàáîòå îïèñûâàåòñÿ ñïåêòðîôîòîìåòðè÷åñêàÿ óñòàíîâêà, ïðåäíàçíà÷åííàÿ äëÿ èçìåðåíèÿ ñïåêòðàëüíîãî êîýôôèöèåíòà íàïðàâëåííîãî ïðîïóñêàíèÿ îïòè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ ñ àïåðòóðîé äî 280 ìì â âèäèìîì è áëèæíåì èíôðàêðàñíîì äèàïàçîíàõ ñ àáñîëþòíîé ïîãðåøíîñòüþ èçìåðåíèÿ, íå ïðåâûøàþùåé 1%.

Êîäû OCIS: 120.3930.

Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 12.09.2007.

Èçìåðåíèå ñïåêòðàëüíîãî êîýôôèöèåíòà íàïðàâëåííîãî ïðîïóñêàíèÿ (ÑÊÍÏ) îïòè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ è ìàòåðèàëîâ îïðåäåëÿåòñÿ ãîñóäàðñòâåííîé ïîâåðî÷íîé ñõåìîé [1]. Èçìåðèòåëüíàÿ çàäà÷à ïî îïðåäåëåíèþ êîýôôèöèåíòà ïðîïóñêàíèÿ îïòè÷åñêèõ óçëîâ óñëîæíÿåòñÿ, åñëè ðàçìåðû èññëåäóåìûõ îïòè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ èëè âñåãî óçëà ïðåâûøàþò ðàçìåðû îáðàçöîâ äëÿ ñòàíäàðòíûõ ñïåêòðîôîòîìåòðè÷åñêèõ ïðèáîðîâ.  òàêèõ ñëó÷àÿõ èçìåðåíèå ñâåòîïðîïóñêàíèÿ øèðîêîàïåðòóðíûõ îïòè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ ïðîâîäÿò çîíàëüíî èëè ïîýëåìåíòíî, à ïðîïóñêàíèå âñåãî óçëà îöåíèâàþò ïî èçìåðåíèÿì êîýôôèöèåíòà ïðîïóñêàíèÿ ëîêàëüíûõ çîí è îòäåëüíûõ ýëåìåíòîâ óçëà èëè æå ïî èõ “ñâèäåòåëÿì”. Ïîýòîìó îïðåäåëåíèå êîýôôèöèåíòà ïðîïóñêàíèÿ øèðîêîàïåðòóðíûõ îïòè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ (ñ àïåðòóðîé áîëåå 60 ìì) è îïòè÷åñêèõ óçëîâ çíà÷èòåëüíîé äëèíû â íàñòîÿùåå âðåìÿ îñòàåòñÿ àêòóàëüíîé çàäà÷åé.
Íàìè äëÿ ïðîâåäåíèÿ èçìåðåíèé ÑÊÍÏ øèðîêîàïåðòóðíûõ îïòè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ ñî ñâåòîâûì äèàìåòðîì äî 180 ìì â âèäèìîì è áëèæíåì ÈÊ äèàïàçîíàõ ñîçäàíà ñïåêòðîôîòîìåòðè÷åñêàÿ óñòàíîâêà íà áàçå ìåòðîëîãè÷åñêîãî êîìïëåêñà ÌÊ100/280. Ïðè íåîáõîäèìîñòè ñâåòîâîé äèàìåòð ìîæåò áûòü ðàñøèðåí äî 280 ìì.
Ôóíêöèîíàëüíàÿ ñõåìà óñòàíîâêè ïðèâåäåíà íà ðèñ. 1.  êà÷åñòâå èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ èñïîëüçóåòñÿ ñâåòîèçìåðèòåëüíàÿ ëàìïà ÑÈ 10-300 2 ñ áëîêîì ïèòàíèÿ ÑÍÏ-40 1. Ñõåìà èçìåðåíèÿ è êîíòðîëÿ òîêà ïèòàíèÿ ëàìïû, âêëþ÷àþùàÿ êàòóøêó ñîïðîòèâëåíèÿ 0,001 Îì è ðåãèñòðèðóþùåå óñòðîé-
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 1, 2008

ñòâî, íà ðèñóíêå íå ïîêàçàíà. Ñïåêòðàëüíûé äèàïàçîí èçìåðåíèÿ êîýôôèöèåíòà ïðîïóñêàíèÿ îïòè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ îïðåäåëÿåòñÿ ñïåêòðàëüíûìè õàðàêòåðèñòèêàìè ìîíîõðîìàòîðà ÌÄÐ-23 4 è ôîòîïðèåìíîãî óñòðîéñòâà (ÔÏÓ) 10, âûïîëíåííîãî íà áàçå ôîòîäèîäà ÔÄ-24Ê ñ ðàáî÷èì ñïåêòðàëüíûì äèàïàçîíîì îò 0,4 äî 1,1 ìêì. Ïðè íåîáõîäèìîñòè ðàñøèðåíèå ñïåêòðàëüíîãî äèàïàçîíà îñóùåñòâëÿåòñÿ çà ñ÷åò èñïîëüçîâàíèÿ ñîîòâåòñòâóþùåãî ïðèåìíèêà èçëó÷åíèÿ.
6 78 9 10 11
5

4
3 2 1

12

Ðèñ. 1. Îïòè÷åñêàÿ ñõåìà óñòàíîâêè. 1 – áëîê ïèòàíèÿ, 2 – ñâåòîèçìåðèòåëüíàÿ ëàìïà, 3 – êîíäåíñîð, 4 – ìîíîõðîìàòîð, 5 – çåðêàëî, 6 – êîëëèìàòîð ÌÊ 100/280, 7 – äèàôðàãìà, 8 – êîíòðîëèðóåìûé îïòè÷åñêèé ýëåìåíò èëè ðàáî÷èé ýòàëîí ÑÊÍÏ, 9 – ôîêóñèðóþùàÿ ëèíçà, 10 – ôîòîïðèåìíîå óñòðîéñòâî, 11 – áëîê ðåãèñòðàöèè, 12 – ñèñòåìà óïðàâëåíèÿ íà áàçå ÏÊ.
71

Ôðàãìåíò âûõîäíîãî ôàéëà ôîðìàòà MS Excel

Äëèíà âîëíû, íì

Ôîí

Îïîðíûé ñèãíàë

Èçìåðÿåìûé ñèãíàë

520

0,007

0,468

550

0,007

0,731

580

0,007

0,878

610

0,007

0,963

640 0,007 1,12

670

0,007

1,213

700

0,007

1,394

0,425 0,665 0,798 0,874 1,014
1,1 1,267

Êîýôôèöèåíò èçìåðåííûé, %
90,67 90,88 90,82 90,69 90,48 90,63 90,84

Êîýôôèöèåíò ïî ñâèäåòåëüñòâó î
ïîâåðêå, %
90,6 90,7 90,8 90,6 90,5 90,6 90,7

Ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ, %
0,08 0,20 0,02 0,10 –0,03 0,03 0,16

Ðèñ. 2. Äèàëîãîâîå îêíî ñèñòåìû óïðàâëåíèÿ.
Ãåîìåòðè÷åñêèå ðàçìåðû êîíòðîëèðóåìûõ îïòè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ îãðàíè÷èâàþòñÿ êîëëèìèðîâàííûì ïó÷êîì äèàìåòðîì 280 ìì, ñîçäàâàåìûì êîëëèìàòîðîì 6. Âûáîð ðàçìåðà êîëëèìèðîâàííîãî ïó÷êà ïðè ðàáîòå îñóùåñòâëÿåòñÿ íàáîðîì äèàôðàãì 7. Äëèíà êîíòðîëèðóåìîãî îïòè÷åñêîãî óçëà 8 ìîæåò äîñòèãàòü 900 ìì.
Óïðàâëåíèå óñòàíîâêîé îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ óíèâåðñàëüíîé íàñòîëüíîé ÏÝÂÌ 12 ñ óñòàíîâëåííûìè â íåå ïëàòàìè ñîïðÿæåíèÿ L-032, ïëàòîé êîíòðîëëåðà øàãîâîãî äâèãàòåëÿ è ñïåöèàëèçèðîâàííûì ïðîãðàììíûì îáåñïå÷åíèåì (ÏÎ), ðàçðàáîòàííûì äëÿ ýòîé óñòàíîâêè.
Ðàçðàáîòàííîå ÏÎ ïîçâîëÿåò óïðàâëÿòü ìîíî-

õðîìàòîðîì, âûïîëíÿòü ñêàíèðîâàíèå â çàäàííîì äèàïàçîíå äëèí âîëí ñ çàäàííîé ñêîðîñòüþ, ñ÷èòûâàòü èíôîðìàöèþ ñ ÔÏÓ è àâòîìàòè÷åñêè âû÷èñëÿòü êîýôôèöèåíò ïðîïóñêàíèÿ. Äèàëîãîâîå îêíî ñèñòåìû óïðàâëåíèÿ ïðåäñòàâëåíî íà ðèñ. 2. Ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé îòîáðàæàþòñÿ â âèäå ãðàôèêîâ è ñîõðàíÿþòñÿ â âûõîäíîì ôàéëå ôîðìàòà MS Excel äëÿ äàëüíåéøåé îáðàáîòêè è ñîçäàíèÿ ïðîòîêîëà ðåçóëüòàòîâ èçìåðåíèé. Ôðàãìåíò âûõîäíîãî ôàéëà ôîðìàòà MS Excel ïðåäñòàâëåí â òàáëèöå.
Êàëèáðîâêà óñòàíîâêè ïðîâîäèòñÿ ïî ñòàíäàðòíûì ìåòîäàì ïîâåðêè ñåðèéíî âûïóñêàåìûõ ñïåêòðîôîòîìåòðîâ [2]. Èñïîëüçóåìûå äëÿ êàëèáðîâêè ìåðû ÑÊÍÏ ïðîõîäÿò ïîâåðêó â ÔÃÓ “Òåñò-Ñ.- Ïåòåðáóðã” è âî ÂÍÈÈ îïòèêî-ôèçè÷åñêèõ èçìåðåíèé (ã. Ìîñêâà).  ÷àñòíîñòè, ýòàëîííûé îáðàçåö èç ñòåêëà Ê-108 äèàìåòðîì 180 ìì ïîâåðÿëè ïî çîíàì íà âñåé ïîâåðõíîñòè. Íåîäíîðîäíîñòü ñïåêòðàëüíîãî êîýôôèöèåíòà ïðîïóñêàíèÿ ýòàëîííîãî îáðàçöà íà ïîðÿäîê ìåíüøå, ÷åì ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ ÑÊÍÏ.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ
11. ÃÎÑÒ 8-557-91. Ãîñóäàðñòâåííàÿ ïîâåðî÷íàÿ ñõåìà äëÿ ñðåäñòâ èçìåðåíèé ñïåêòðàëüíûõ è èíòåãðàëüíûõ êîýôôèöèåíòîâ íàïðàâëåííîãî ïðîïóñêàíèÿ â äèàïàçîíå äëèí âîëí 0,2–20,0 ìêì, äèôôóçíîãî è çåðêàëüíîãî îòðàæåíèÿ â äèàïàçîíå äëèí âîëí 0,2–2,5 ìêì.
12. Ãîëóáü Á.È., Êîòþê À.Ô., Êóçèí À.Þ. Îñíîâû îáåñïå÷åíèÿ åäèíñòâà îïòèêî-ôèçè÷åñêèõ èçìåðåíèé. Ì.: Ãîðÿ÷àÿ ëèíèÿ-Òåëåêîì, 2006. 152 ñ.

72 “Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 1, 2008