з wo -
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР
МАТЕРИАЛЫ ОПТИЧЕСКИЕ
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОСЛАБЛЕНИЯ
И
.30 р. 20 к. БЗ 1—92/31
здание официальноеКОМИТЕТ СТАНДАРТИЗАЦИИ И МЕТРОЛОГИИ СССР
Москва
УДК 681.7.031.001.4:006.354 Группа П49
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ С О Ю 3 А ССР
МАТЕРИАЛЫ ОПТИЧЕСКИЕ
М
ГОСТ
3520—92
етоды определения показателей ослабленияOptical materials.
Methods for determination of linear
attenuation coefficients
ОКСТУ 4409
Дата введения 01.07.93
Настоящий стандарт распространяется на оптические материалы: стекло бесцветное и цветное, кварцевое стекло, кристаллические материалы и устанавливает используемые при контроле методы определения спектрального показателя ослабления в области спектра от 0,1 до 25 мкм и показателя ослабления для источника А по ГОСТ 7721.
Пояснения терминов, встречающихся в стандарте, приведены в приложении 1.
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ
ОСЛАБЛЕНИЯ
Сущность метода
Метод определения спектрального показателя ослабления заключается в измерении спектрального коэффициента пропускания т (А) образца оптического материала и последующем расчете показателя ослабления |т (А).
Рекомендации по выбору способа измерения т (7.) приведены в приложении 2.
Требования к отбору образцов
Отбор пробы для изготовления образца следует проводить по нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке.
Образец должен иметь форму пластины или параллелепипеда с плоскопараллельными рабочими поверхностями.
Издание официальное
© Издательство стандартов, 1992 Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта СССРРазмеры образца определяются конструкцией и размерами держателя и должны быть такими, чтобы при измерении через образец проходил весь измерительный пучок лучей.
Размер образца в направлении прохождения излучения (толщина) должен обеспечивать проведение измерения коэффициента пропускания от 0,10 до 0,90.
Наименьшие размеры рабочего участка образца в форме пластины (параллелепипеда) должны на 2 мм превышать размеры падающего на образец пучка лучей.
Наибольшая толщина пластины должна быть такой, чтобы оптическая длина пути не превышала 30 мм.
Толщина параллелепипеда должна быть от 50 до 250 мм и выбираться в зависимости от требований к точности определения показателя ослабления.
Для измерения коэффициента внутреннего пропускания изготовляют два образца: длинный и короткий.
Разница между толщинами образцов должна обеспечивать, по возможности, наибольшую разность их коэффициентов пропускания.
Оба образца должны быть изготовлены из одного или близко расположенных кусков блока контролируемого оптического материала и отполированы совместно.
Допуск параллельности и перпендикулярности рабочих и опорных поверхностей образца — 30'.
Допуск плоскостности рабочих поверхностей образца — 10 интерференционных полос.
Параметр шероховатости рабочих поверхностей образца R;: должен быть не более 0,050 мкм по ГОСТ 2789.
Класс чистоты рабочих поверхностей должен быть не ниже IV класса по ГОСТ 11141.
На боковых (нерабочих) поверхностях не должно быть выколок и раковин.
Рабочие поверхности образца из химически неустойчивого оптического материала должны быть отполированы не ранее чем за трое суток перед измерением, образцы должны храниться в эксикаторе по ГОСТ 25336.
Образец не должен содержать видимых невооруженным глазом свилей, пузырей и включений, поглощающих, рассеивающих или отклоняющих пучок лучей, проходящих через образец.
Качество образца, изготовленного из материала, к которому не предъявляются требования по показателю рассеяния, должно соответствовать по свилям и пузырям требованиям, установленным для материала.
Требования к средствам измерений
Для измерения спектрального коэффициента пропускания используют следующие приборы:
в области спектра от 0,1 до 0,2 мкм — вакуумные спектрофотометры;
» » от 0,2 до 2,5 мкм — спектрофотометры для УВИ
области;
» » от 2,5 до 25 мкм — инфракрасные спектрофото
метры.
Тип прибора следует выбирать с учетом требований к показателю ослабления, установленных в нормативно-технической документации на конкретный материал.
Все используемые средства измерений должны быть поверены или аттестованы.
Рекомендуемые приборы приведены в приложении 3.
При измерениях коэффициентов пропускания менее 0,10 для изменения масштаба фотометрической шкалы используют образцовые меры пропускания, обеспечивающие проведение этих измерений в диапазоне показаний от 0,10 до 0,90 по фотометрической шкале.
■Требования к форме, размерам и обработке поверхностей — по пп. 1.2.2—1.2.8.
Образцовая мера пропускания должна быть аттестована по коэффициенту пропускания в рабочем диапазоне длин волн. Для коэффициентов пропускания от 0,01 до 0,05 включительно погрешность не должна быть более 2-Ю"3, для коэффициентов пропускания свыше 0,05 погрешность нс должна быть более 5-Ю 3.
Для измерения толщины образца применяют микрометры с ценой деления 0,01 мм по ГОСТ 6507.
Образцы толщиной свыше 100 мм измеряют штангенциркулем с ценой деления нониуса 0,05 мм по ГОСТ 166.
Для проверки плоскостности поверхностей образца применяют пробное стекло по ГОСТ 2786.
Для измерения температуры рабочего пространства возле образца применяют термометры по ГОСТ 28498 с диапазоном измерения от 0 до 50 °С и ценой деления шкалы 1 °С.
Допускается использование других средств измерении с погрешностями не более заданных.
Требования к подготовке измерений
Подготовку прибора к измерению и проверку его работы проводят согласно прилагаемой к нему инструкции по эксплуатации.
Рабочие поверхности образца должны быть тщательно очищены от загрязнений. Допускается использовать этиловый спирт по ГОСТ 18300 или спирто-эфирную смесь СЭ-90 для чистки оптических деталей.
Требования к проведению измерений
Образец следует установить в держателе прибора перпендикулярно оптической оси пучка лучей.Измерение спектрального коэффициента пропускания следует проводить в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора.
При выборе режима измерений необходимо учитывать, что погрешность измерения спектрального коэффициента пропускания, обусловленная спектральной шириной щели монохроматора, не должна превышать допускаемой основной погрешности измерения.
Измерения проводят в зависимости от типа прибора при постоянных заданных длинах волн либо через равномерные, целесообразно выбранные промежутки, с регистрацией спектра или путем отсчета по точкам.
На спектрофотометрах, имеющих шкалу оптических плотностей, измерения проводят аналогично измерению спектрального коэффициента пропускания.
Каждое показание по шкале прибора следует снимать не менее трех раз. За окончательный результат принимают среднее арифметическое полученных отсчетов.
Измерение спектрального коэффициента внутреннего пропускания следует проводить при последовательной установке в рабочий канал прибора сначала короткого образца толщиной s'i, затем длинного образца толщиной s2.
Спектральный коэффициент внутреннего пропускания образца толщиной s, равной s2—Si, определяют как отношение измеренного значения коэффициента пропускания длинного образца к коэффициенту пропускания короткого образца.
При измерении образца, изготовленного из материала со значительно выраженной зависимостью коэффициента пропускания от температуры на рабочем участке спектра необходимо контролировать температуру образца или проводить изменения в камере, в которой поддерживают заданную температуру.
Для таких образцов вместе с результатами измерения указывают температуру образца во время измерения.
При измерении спектрального коэффициента пропускания со значением менее 0,10 на приборах с однолучевой схемой в рабочий канал вводят аттестованную образцовую меру с коэффициентом пропускания тс и, регулируя ширину щели, устанавливают по фотометрической шкале значение коэффициента пропускания, равное 1,00. Затем закрывают шторкой рабочий канал, убирают образцовую меру, устанавливают измеряемый образец, открывают шторку и регистрируют показание прибора тИэм.
При измерении на приборах с двулучевой схемой сначала помещают в рабочий канал аттестованную образцовую меру с коэффициентом пропускания тс, а в канал сравнения — регулируемый ослабитель, с помощью которого устанавливают отсчет 1,00 по фотометрической шкале. Регулировкой ширины щели и усиления обеспечивают необходимую чувствительность приемно-регистри- рующей системы.
Затем закрывают шторкой рабочий канал, убирают образцовую меру, устанавливают измеряемый образец, открывают шторку и регистрируют показание прибора тнзл.-.
Коэффициент пропускания образца определяют как произведение коэффициента пропускания образцовой меры, взятого по свидетельству об аттестации, и коэффициента пропускания, измеренного на приборе.
При измерении спектрального коэффициента пропускания более 0,90 на приборе типа ФМТИ в рабочий канал вводят аттестованную образцовую меру с коэффициентом пропускания тс, равным наименьшему значению измеряемого коэффициента пропускания. С помощью образцовой меры устанавливают начальный отсчет по фотометрической шкале.
В рабочий канал вводят измеряемый короткий образец толщиной $і и регистрируют показание прибора /щ.
Выводят образцовую меру и регистрируют показание т2.
Затем выводят короткий образец и устанавливают длинный образец толщиной s2, регистрируют показание прибора т?„
Спектральный коэффициент внутреннего пропускания образца толщиной s, рав)ной s2—st, определяют по формуле (15).
Т р е б о в а н и я к обработке, оформлению и оценке результатов измерений
При измерении спектрального коэффициента пропускания на приборе с однократным прохождением излучения через образец (типов СФ-46, ИКС-29 и др.) показатель ослабления р (X) рассчитывают по формуле
|Ш.)=- — IgrJX), (1)
где s — толщина образца (или разность толщин длинного и короткого образцов), мм;
ті (X)—спектральный коэффициент внутреннего пропускания образца, в долях единицы.
Значение коэффициента внутреннего пропускания т;(Л) рассчитывают с погрешностью не более 1-Ю-3 по формуле
т-т= 1/1 1. I2 , I п(к) ;-1
1' У I t(Z.) (га(Х)—1)“ J 1 п(к)— 1
__ 1 _ 8п2(Х)
т(Л) ‘ (п(к)-1)4 ’
где т(Х) — спектральный коэффициент пропускания, измеренный па приборе;
ц(Х) — показатель преломления материала 1 образца для длины волны А, определенный с погрешностью не более 1-10 3.
Показатель ослабления ц (X) для материалов, имеющих показатель преломления и(Х)<3 и коэффициент внутреннего пропускания образца толщиной 10 мм т,(Л) >0,83, рассчитывают по формуле
DW-D (Л) 'Х(л) =
где D(X) — оптическая плотность образца, рассчитанная с погрешностью не более 1-Ю-3 по формуле
D(X) = —lgt(X); (4)
Dpm (X) — поправка, характеризующая потери излучения при многократном отражении от обеих рабочих поверхностей образца (многократно отраженные внутри образца пучки попадают на приемник излучения), рассчитанная с погрешностью не более НО-3 по формуле ад>=-І8„-^Г. (5)
Погрешность определения показателя ослабления Ац(Х) при использовании приборов с однократным прохождением пучка излучения через образец рассчитывают по формуле
Ла(Х)- — • -0,434, (6)
где Ат(Х) — абсолютная погрешность измерения коэффициента пропускания образца, рассчитанная по формуле
Дт(Х)=А+ |^-Дх| , ' .(7)
где А — абсолютная погрешность показаний по шкале коэффициентов пропускания;
АХ — абсолютная погрешность установки заданной длины волны;
<Іт(Х) „
—— — крутизна спектральной кривой пропускания образца, вычисленная как разность коэффициентов пропускания мри длинах волн (Х+5) мм и (X—5) нм, деленная на 10.
При измерении коэффициента пропускания т7(Х) на приборах, где происходит двойное прохождение пучка излучения через образец (типа СФ-26 с приставкой СДО-1 и др.), спектральный показатель ослабления ц(Х) рассчитывают по формулам:
pw-vt1* oX+ip-~-a- lgT'<x) 1 • (8’
где т'(Х) — отношение потока, дважды прошедшего образец, к потоку, упавшему на него, в долях единицы;
