DE1159663B - Spektrometer - Google Patents

Spektrometer

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Publication number
DE1159663B
DE1159663B DEL38680A DEL0038680A DE1159663B DE 1159663 B DE1159663 B DE 1159663B DE L38680 A DEL38680 A DE L38680A DE L0038680 A DEL0038680 A DE L0038680A DE 1159663 B DE1159663 B DE 1159663B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
spectrometer
grid
lever
parallel
axis
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Pending
Application number
DEL38680A
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Phys Hugo Volkmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Original Assignee
Ernst Leitz Wetzlar GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Ernst Leitz Wetzlar GmbH filed Critical Ernst Leitz Wetzlar GmbH
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Publication of DE1159663B publication Critical patent/DE1159663B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/06Scanning arrangements arrangements for order-selection

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Description

  • Spektrometer Die Erfindung bezieht sich auf ein Spektrometer mit einem ebenen Gitter, das um eine parallel zu seinen Linien verlaufende Achse drehbar ist In ständig wachsendem Umfang werden bei Infrarotspektrometern ebene Reflexionsgitter verwendet, die innerhalb eines bestimmten Spektralbereiches ein erheblich höheres Auflösungsvermögen zeigen als mit Prismen ausgestattete Geräte. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Aufzeichnung des gewünschten Spektrums bei einer in Wellenlängen A oder in vielen Fälen auch in Weflenzahlen v (=t/2) linearen Teilung der Abszisse erfolgen kann.
  • Es ist naheliegend, durch Verwendung einer Kurvenscheibe die Drehung des Gitters in Abhängigkeit von der linear in Wellenlängen bzw. Wellenzablen geteilten Abszisse einer Registriervorrichtung erfolgen zu lassen. Der Nachteil solcher Anordnungen liegt darin, daß die Herstellung der Kurvenscheiben einen großen Aufwand notwendig macht. Ihre Anpassung an das jeweilige Gerät erfordert einen erhöhten Justieraufwand.
  • Es hat daher nicht an Bemühungen gefehlt, diese Kurvenscheiben durch leichter herstellbare Steueranordnungen zu ersetzen. So ist bereits eine Anordnung beschrieben, bei der das verwendete Gitter starr mit einem Hebel verbunden ist, der sich unter dem Zug einer Feder mit seinem freien, einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Ende an eine ebene Leitfläche anlegt, die während der Funktion mittels einer Spindel parallel zu sich selbst verschoben wird.
  • Dadurch erfolgt dann die Drehung des Gitters. Diese Anordnung ist allgemein unter der Bezeichnung »Sinus-Schraube« bekannt. Es liegt ein lineares Verhältnis zwischen der Wellenlänge und der Anzahl der Gewindegänge der Spindel vor.
  • Auch ist bereits eine Anordnung bekannt, bei der zur Übertragung der Bewegung auf das Gitter ein mit diesem fest verbundener Hebel vorhanden ist, auf den ein Betätigungsorgan mit kreisförmigem Qerschnitt einwirkt. Dieses Betätigungsorgan ist unter der Wirkung einer Schraube mit meßbarem Verstellweg in einer solchen Richtung derart bewegbar, daß sich der Mittelpunkt des Teils mit kreisförmigem Querschnitt auf einer durch die Drehachse des Gitters gehenden Geraden bewegt. Bei dieser Anordnung ist eine lineare Beziehung zwischen den Drehungen der Schraube und dem Kehrwert der Wellenlänge, d. h. aber der Wellenzahl gegeben.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Gittersteuerung beim Spektrometer zu schaffen, die einfach im Aufbau ist, mit der sich die bekannte Aufgabe, einen linearen Zusam- menhang zwischen dem Gitterantrieb und der Wellenzahl zu schaffen, einfach lösen läßt und die, falls erwünscht, zusätzlich eine Änderung des Abbildungsmaßstabes auf einfache Weise gestattet.
  • Gegenstand der Erfindung ist daher ein Spektrometer mit einem ebenen, um eine parallel zu dessen Linien verlaufende Achse drehbaren Reflexionsgitter, das sich gegenüber Bekanntem dadurch auszeichnet, daß das Gitter an einem Hebel mit steuerbarer veränderlicher Länge befestigt ist, der drehbar um die Drehachse des Gitters gelagert, sich unter Zug einer Feder mit seinem freien Ende an einer planen, vorzugsweise parallel zu sich selbst verschieblich einstellbaren Leitfläche gleitend anlegt. Die Erfindung besteht somit in der Zusammenfassung sämtlicher im Anspruch 1 enthaltenen Merkmale. Die Längenänderung des Hebels ist beispielsweise mittels einer biegsamen Welle vom Antrieb der Aufzeichnungsvorrichtung des Spektrometers aus steuerbar.
  • Die Erfindung ist an Hand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Reflexionsgitter im Schnitt, Fig. 2 eine geometrische Darstellung, Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung.
  • Die Wellenzahl v = V ist dem Sinus eines noch näher zu definierenden modulierten Einfallwinkels a' umgekehrt proportional. Daher werden bei einer kontinuierlichen Drehung des Gitters um eine Achse parallel zu den Gitterfurchen in gleichen Zeitabständen gleiche Wellenzahlenbereiche durchmessen, wenn der reziproke Sinuswert von a' ebenso zeitlich konstant geändert wird.
  • Nun ist bekanntlich die Dispersionscharakteristik eines ebenen Gitters durch die allgemeine Gittergleichung wie folgt gegeben: m A = d (sin oc i sin ,B) (1) dabei bedeutet m die Ordnungszahl, A die Wellenlänge, d die Gitterkonstante, a und B die Ein- und Ausfaliswinkel.
  • Bei den üblichen Infrarotspektrometern ist der Ausfallswinkel infolge festliegender Eintritts- und Austrittsspalte nur um einen konstanten und im allgemeinen kleinen Winkel a vom Einfallswinkel a verschieden. Außerdem arbeitet man gewöhnlich nur in positiven Spektralordnungen, so daß m)O ist.
  • Daraus ergibt sich für die obengenannte Gleichung die Form: m A = d Ein o; + sin (°s + b)] (2) oder m # # = 2dsin(α + #/2) cos #/2 . (3) Faßt man nun den für ein Spektrometer konstanten Faktor cos <3/2 mit der Gitterkonstanten d zusammen und führt eine reduzierte Gitterkonstante d' = d cos <3/2 ein, und ersetzt man weiterhin den Winkel a durch den um den konstanten Betrag <3/2 vergrößerten Winkel a' = a + <3/2, so erhält man die vereinfachte Gleichung # = 2(d'/m)sinα' (4) oder für die Wellenzahl v = 1/R = m/2d' l/sin a' . (5) Den Einfallswinkel a' findet man in Fig. 2 als Winkel eines Dreiecks wieder, das sich zusammensetzt aus einer parallel zur Ebene eines Gitters 10 und senkrecht zu den Gitterfurchen verlaufenden Hypotenuse AB, der zur »Optischen Achse« parallelen Strecke AC und der Senkrechten BC zu dieser GeradenAC. Die Lage der optischen Achse ist dadurch definiert, daß sie mit der Normalen einen Winkel von a + <3/2 einschließt. Der reziproke Sinuswert des von den Seiten A, B und B, C eingeschlossenen Winkels a' ist nach Gleichung (5) der Wellenzahl v direkt proportional. Damit aber ist unter der Voraussetzung der Verwendung eines bestimmten Gitters in einem bestimmten Infrarotspektrometer (also d' = const), der Benutzung des Gitters in einer bestimmten Ordnung (z. B. m = 1) und bei Konstanthaltung der Strecke AC ein linearer Zusammenhang zwischen der Strecke AB und der Wellenzahl v gegeben. Als Beispiel ist in Fig. 3 eine Anordnung dargestellt, mit der sich das oben Ausgeführte darstellen läßt. Ein um den Zapfen drehbares Reflexionsgitter 10 ist mit einem Träger 11 verbunden, in dem ein mit einem Spindelgewinde versehener Bolzen 12 gelagert ist, der durch Drehen einer mit entsprechendem Innengewinde versehenen Büchse 13 mittels einer biegsamen Welle 14 herausgedrückt oder eingezogen werden kann. Das freie Ende des Bolzens 12 ist mit einer Kugel oder Rolle 15 versehen, die mittels einer Feder 16 an eine gerade Leitfläche 17 angedrückt wird. Die biegsame Welle 14 steht mit dem nicht dargestellten Antrieb zum Wellenzahlvorschub der Registriereinheit in Verbindung, so daß die Länge des ausgefahrenen Bolzenteils von dort aus gesteuert wird.
  • Eine Änderung des Abbildungsmaßstabes der Wellenzahl in Richtung der Abszisse der Registriereinheit läßt sich dabei leicht durch eine Parallelverschiebung der Leitfläche 17 erreichen. Auch läßt sich natürlich die mechanische Steuerwelle durch eine elektrische ersetzen.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Spektrometer mit einem ebenen, um eine parallel zu dessen Linien verlaufende Achse drehbaren Reflexionsgitter, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter an einem Hebel mit steuerbarer veränderlicher Länge befestigt ist, der drehbar um die Drehachse des Gitters gelagert, sich unter Zug einer Feder mit seinem freien Ende an einer planen, vorzugsweise parallel zu sich selbst verschieblich einstellbaren Leitfläche gleitend anlegt.
  2. 2. Spektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längenänderung des Hebels mittels einer Welle vom Antrieb der Aufzeichnungsvorrichtung aus steuerbar ist.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1078 345, 1088249.
DEL38680A 1961-04-07 1961-04-07 Spektrometer Pending DE1159663B (de)

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DEL38680A DE1159663B (de) 1961-04-07 1961-04-07 Spektrometer

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DEL38680A DE1159663B (de) 1961-04-07 1961-04-07 Spektrometer

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DE1159663B true DE1159663B (de) 1963-12-19

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ID=7268372

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DEL38680A Pending DE1159663B (de) 1961-04-07 1961-04-07 Spektrometer

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1238232B (de) * 1963-12-25 1967-04-06 Shimadzu Corp Gitterspektroskop

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1078345B (de) * 1955-06-21 1960-03-24 Parsons C A & Co Ltd Spektrometer
DE1088249B (de) * 1954-07-01 1960-09-01 Parsons C A & Co Ltd Spektrometer

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