DE1099212B

DE1099212B - Method for changing the sensitivity of interferometric measuring methods

Info

Publication number: DE1099212B
Application number: DEP17791A
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Jakob
Original assignee: Phywe AG
Current assignee: Phywe AG
Priority date: 1957-01-16
Filing date: 1957-01-16
Publication date: 1961-02-09

Description

Verfahren zur Empfindlichkeitsveränderung bei interferometrischen Meßverfahren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Verlaufs des Brechungsindex in geschichteten Medien mit Lichtinterferenzen. Method for changing the sensitivity of interferometric Measuring method The invention relates to a method for determining the course of the Refractive index in layered media with light interference.

Das Verfahren gestattet es, in interferometrischen Versuchs anordnungen mit veränderlicher Empfindlichkeit, d. h. mit verschieden großer Auslenkung der Interferenzstreifen, zu arbeiten. The method makes it possible to use interferometric test arrangements with variable sensitivity, d. H. with differently large deflections of the Interference fringes to work.

Für die Durchführung von Seidimentations- und Diffusionsmessungen, bei denen in der Grenz- oder Übergangsschicht ein mehr oder weniger ausgeprägter Sprung im Streifenverlauf auftritt, bedient man sich schltierenoptischer und interferomtetrischer Meßverfahren, welche so weit durchgebildet sind, daß sie in industriell gefertigten Geräten Verwendung finden können. Es sind auch solche Geräte bekannt, welche die Verwendung beider Verfahren gestatten. For carrying out silk-sedimentation and diffusion measurements, those in the boundary or transition layer are more or less pronounced If there is a jump in the course of the stripe, use is made of streak-optical and interferometric methods Measurement methods that are so far developed that they are industrially manufactured Devices can be used. There are also devices known which the Allow use of both methods.

Für das schlierenoptische Meßverfahren wird heute vorzugsweise die optische Anordnung nach PHIL-POT - SVENSSON benutzt. Diese gestattet durch eine veränderliche Winkel einstellung der Schlierenblende eine Anpassung der Empfindlichkeit der Apparatur an die m,eßtechnilsche Aufgabenstellung. For the schlieren optical measuring method, the optical arrangement according to PHIL-POT - SVENSSON used. This permitted by a Variable angle adjustment of the Schlieren diaphragm an adjustment of the sensitivity the apparatus to the m, ßtechnilsche task.

Für das interferometrische Meßverfahren ist eine solche Anpassung der Empfindhchkeit bisher nicht bekannt: Alle bisher beschriebenen interferometrischien Einrichtungen arbeiten mit konstanter Empfindlichkeit. Da dieser Umstand naturgemäß eine Verringerung der meßtechnischen Möglichkeiten gegenüber dem PHILPOT - SVENSSON - Verfahren bedeutet, wird nunmehr auch für das interferometrische Verfahren eine Variationsmöglichkeit für die Empfindlichkeit vorgesehen. Such an adaptation is necessary for the interferometric measuring method the sensitivity not yet known: All interferometrics described so far Facilities operate with constant sensitivity. Since this circumstance is natural a reduction in the technical measurement possibilities compared to the PHILPOT - SVENSSON - Method means, is now also used for the interferometric method Possibility to vary the sensitivity.

Dementsprechend ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung des Verlaufes des Brechungsindex in geschichteten Medien mit Lichtinterferenzen. The method according to the invention for determination is accordingly the course of the refractive index in layered media with light interference.

In der Figur ist eine mögliche Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 1 ist eine Lichtquelle, welche über einen Kondensor 2 den Beleuchtungsspalt 3 eines Rayleigh-interferometers beleuchtet. Der Spalt 3 kann auch durch ein Strichgitter ersetzt werden. Der Spalt 3 wird durch die Schlierenlinsen 4 und 5,, welche so angeordnet sind, daß zwischen ihnen ein paralleler Strahlengang ist, in der Ebene 6 aroge bildet. Hinter 6 befindet sich ein Objektiv 7, welches die Aufgabe hat, das Versuchsobjekt 8, welches in einer Meßzelle mit zwei Kammern besteht, in der Bildebene 9 abzubilden. Wenn für das interferometrische Meßverfahren nur die Vertikalkoordinate der Meßzelle benötigt wird, kann dias Objektiv 7 auch ein Zylinderobjektiv mit horizontaler Achse sein. One possible embodiment of the invention is described in the figure. 1 is a light source, which via a condenser 2 the illumination gap 3 of a Illuminated Rayleigh interferometers. The gap 3 can also be a line grid be replaced. The gap 3 is arranged by the Schlieren lenses 4 and 5, which are that between them is a parallel beam path in the plane 6 aroge forms. Behind 6 there is an objective 7, which has the task of being the test object 8, which consists of a measuring cell with two chambers, in the image plane 9. If only the vertical coordinate of the measuring cell is used for the interferometric measuring process is required, the lens 7 can also be a cylinder lens with a horizontal axis be.

Gehen durch die beiden Kammern der Meßzelle kohärente Lichtstrahlen, so entsteht in der Ebene 9 eine Interferenz-Erscheinung, welche in den bisher bekannten Geräten mittels der Zylinderlinse 10 zu- gleich mit der durch das Objektiv 7 vermittelten Zellenabbildung auf der Billdebene 9 abgebildet wird. Coherent rays of light pass through the two chambers of the measuring cell, this creates an interference phenomenon in level 9, which is similar to the previously known Devices by means of the cylinder lens 10 the same as that conveyed by the lens 7 Cell mapping is mapped to the billd level 9.

Diese Zylinderlinse list fest angeordnet und bildet somit die Ebene 6 in einem durch Brennweite der Zylinderlinse und deren Abstand von der Ebene6 gegebenen festen Albbilldungsmaßstab ab.This cylindrical lens is fixedly arranged and thus forms the plane 6 in a given by the focal length of the cylinder lens and its distance from the plane6 fixed level of education.

Es wurde gefunden, daß diese feste Stellung der Zylinderlinse keineswegs eine notwendige Bedingung für das Zustandekommen der Interferenzstreifen auf 9 ist, ja, daß diese feste Stellung der Zylinderlinse sogar zur Folge hat, daß bei einer einmal vorgegebenen Apparatur mit konstanter Auslenkung und daher mit konstanter Empfindlichkeit gearbeitet werden kann, wagegen bei der PHILPOT-SVENSSON-Apparatur eine Veränderung der Empfindlichkeit durch Veränderung des Winkels der Schlierenblende möglich ist. It has been found that this fixed position of the cylinder lens by no means is a necessary condition for the creation of the interference fringes on 9, yes, that this fixed position of the cylinder lens even has the consequence that with one once given apparatus with constant deflection and therefore with constant Sensitivity can be worked, in contrast to the PHILPOT-SVENSSON apparatus a change in sensitivity by changing the angle of the Schlieren diaphragm is possible.

Die nunmehr wählbare Veränderung der Auslenkung der Interferenzstreifen auf der photographischen Platte bedeutet aber eine Variation der Empfindlichkeit in analoger Weise wie sie bei der PHILPOT-SVENSSON-Anordnung durch Drehung der Schlierenblende geschieht. The now selectable change in the deflection of the interference fringes but on the photographic plate means a variation in sensitivity in a manner analogous to that of the PHILPOT-SVENSSON arrangement by rotating the streak diaphragm happens.

In einem ausgeführten Gerät wurde durch Verschieben der Zylinderlinse eine Empfindlichkeitsveränderung im Verhältnis 1 :3 erzielt, wobei sich dieses Verhältnis durch Wahl einer anderen Brennweite der Zylinderlinse vergrößern und verkleinern läßt. In one implemented device, the cylinder lens was moved a change in sensitivity in the ratio of 1: 3 is achieved, this ratio being zoom in and out by choosing a different focal length of the cylinder lens leaves.

Anstatt durch Verschiebung der Zylinderlluse 10 ist die Änderung der Auslen,kung durch Austausch dieser Linse durch eine solche anderer Brennweite zu erreichen. Instead of moving the cylinder louse 10, the change is made the deflection by replacing this lens with another focal length to reach.

Der Nachteil der mehr oder weniger unscharfen Abbildung der Interferenzstreifen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch den Vorteil der mit der Unschärfe wachsenden Vergrößerung überwogen, so daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein technischer Fortschritt gegenüber dem Bekannten erreichbar ist. The disadvantage of the more or less blurred image of the interference fringes in the method according to the invention, the advantage of having the blurring growing enlargement predominated, so that with the invention Process a technical advance over the known is achievable.

Eine Änderung der Auslenkung kann auch durch eine austauschbare oder verschiebbare sphärische Linse erreicht werden, jedoch ist das in Apparaturen, welche zur Durchführung von Sedimentations- und Diffusionsmessungen bestimmt sind, nicht angängig, weil bei Verwendung sphärischer Linsen auch die Abbil dungsverhältmsse der Zellenkoordinate geändert werden Die Verwendung sphärischer Linsen kommt somit nur dann in Frage, wenn eine Abbildung des Versuchsohjekts nicht notwendig ist. The deflection can also be changed by an exchangeable or displaceable spherical lens can be achieved, however, that is in apparatuses which are intended to carry out sedimentation and diffusion measurements, not accessible, because when using spherical lenses, the image conditions are also used the cell coordinate can be changed. The use of spherical lenses comes along only in question if an illustration of the test object is not necessary.

PbTENTANSPROCHE: 1. Verfahren zur Bestimmung des Verlaufes des Brechungsindex in geschichteten Medien mit Licht- interferenzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag der Auslenkung, den ein und derselbe Interferenzstreifen im Interferenzdiagramin nach Durchlaufen der Grenzschicht erfahren hat, durch optische Abbildungsimittel veränderbar gemacht wird. PbTENTANSPROCHE: 1. Procedure for determining the course of the refractive index in layered media with light interference, characterized in that the Amount of deflection, the one and the same interference fringe in the interference diagram after passing through the boundary layer, by optical imaging means is made changeable.

Claims

2. The method according to claim 1, characterized in that the change the deflection is caused by a sliding lens.

3. The method according to claim 1, characterized in that the change by switching lenses of different focal lengths on and off.

4. The method according to claim 1, characterized in that at solid Illustration of the test object (8) showing the deflection by moving the cylinder lens (10) or by replacing this cylinder lens with one of a different width is made changeable