Коноскопия

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Коноскопи́я (от др.-греч. ϰῶνος — конус и …скопия) — метод изучения оптических кристаллов с помощью интерференционных картин, получаемых в сходящемся свете при скрещённых или параллельных поляризаторе и анализаторе, помещённых в заднюю фокальную плоскость объектива поляризационного микроскопа[1].

Физические основы[править]

Рис. 1. Визуализация пучков элементарных параллельных лучей для формирования изображения направлений в задней фокальной плоскости положительной тонкой линзы

Для исследования кристаллов методами коноскопии используют специальное устройство — коноскоп, предназначенное для наблюдения коноскопических фигур. Поскольку сходящиеся или расходящиеся лучи света можно представить как суперпозицию множество плоских волн, локализованных в телесном угле распространения луча, можно преобразовать распределение лучей в передней фокальной плоскости в боковое распределение, т. н. изображение направлений, формирующееся в задней фокальной плоскости. На рисунке 1 видно, что входящие лучи (обозначенные синим, зелёным и красным цветом) сходятся в задней фокальной плоскости линзы. Поскольку использовалась тонкая положительная линза, ясно, что лучи, проходящие через переднюю фокальную точку, преобразуются в параллельные.

Техническая реализация[править]

Коноскопические фигуры состоят из тёмных полос, соответствующих направлениям колебаний в поляризаторе, называемыми изогирами, и полос различных цветов, образующихся в результате интерференции, называемых изохромами, причём каждая из них соответствует направлениям в кристалле с одинаковой разностью хода.

Рис. 2. Формирование изображения объекта (апертуры) путём добавления второй линзы. Поле измерения определяется апертурой, расположенной на изображении объекта

На рисунке 2 показана более сложная схема, включающая в себя дополнительную линзу. В этом случае изображение объекта, расположенного в передней фокальной плоскости первой линзы, генерируется в задней фокальной плоскости второй линзы. Увеличение изображения объекта определяется отношением фокусных расстояний входящих в оптическую систему линз:

.

Если добавить в оптическую систему третью линзу, которая преобразует лучи, проходящие через апертуру (расположенную в плоскости изображения объекта), в изображение второго направления, то его можно фиксировать с помощью фоточувствительного элемента или видеокамеры. В результате первая линза формирует изображение направлений (преобразование направлений в местоположения), вторая — проецирует изображение объекта, апертура позволяет выбрать интересующую область (место измерения) на объекте, а третья линза вместе со второй отображает изображение направлений на двумерном оптическом датчике (например, электронной видеокамере). Недостатком такой оптической системы является трудность расчётов при её разработке и построении.

Однако, оптическая схема, представленная на рисунке 3, является основой всех коноскопических устройств (коноскопов).

Применение[править]

Рис. 3. Схематическая трассировка лучей полного коноскопа: формирование изображения направлений и визуализация объекта

Современные усовершенствованные коноскопические устройства используются для быстрого измерения и оценки электрооптических свойств ЖК-экранов (например, изменения яркости, контрастности и цветности в зависимости от направления обзора), а также свойств обычных кристаллов, создания оптических затворов, ячеек и модуляторов, а также коноскопических прицелов.

Форма и поведение изогир и изохром позволяет определить оптический знак кристалла и его количество осей, направление индикатрисы, угол между оптическими осями кристалла, направление поляризации, и др.

Примечания[править]

  1. Нагибина И. М., Москалев В. А., Полушкина Н. А., Рудин В. Л. Прикладная физическая оптика: Учебник для вузов. — 2-е изд., испр. и доп.. — М.: Высшая школа, 2002.

Литература[править]

Ссылки[править]

 
Теоретические основы
Оптические явления





Оптические приборы и инструменты

Оптические аберрации
 
Теоретические основы
Оптические компоненты
Оптические приборы
Связанное
Рувики

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Коноскопия», расположенная по адресу:

Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий.

Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».