DE1422588C

DE1422588C - Zone element for spectrometers

Info

Publication number: DE1422588C
Authority: DE
Inventors: Andre Jean Chatillon sous Bagneux Seine Girard (Frankreich) GOIg
Original assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Current assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Publication date: 1971-01-28

Description

Die Erfindung betrifft ein Zonenelement für Spektrometer, welches zwei Scharen von Zonen aufweist, wobei jede Zone entwederThe invention relates to a zone element for spectrometers, which has two families of zones, each zone being either

a) lichtdurchlässig,a) translucent,

b) reflektierend oderb) reflective or

c) absorbierendc) absorbent

ist und wobei sich beide Scharen in ihren Eigenschaften a) bis c) unterscheiden.is and both families differ in their properties a) to c).

Die Flächensummen beider Scharen sind im wesentlichen einander gleich; durch eine Translation parallel zur Dispersionsrichtung des Spektrums kann das Zonenelement mit sich selbst nicht zur Deckung gebracht werden.The sums of areas of both families are essentially equal to one another; parallel by a translation the zone element cannot be made to coincide with itself in relation to the direction of dispersion of the spectrum will.

~ Solche Zonenelemente werden in Zonenelement-Spektrometern benötigt, und zwar sind solche Zonenelemente an je einer der Eintrittsebene bzw. Austrittsebene eines Spaltspektrometers entsprechenden Stelle angeordnet.~ Such zone elements are used in zone element spectrometers are required, namely such zone elements at one of the entry level or exit level a slit spectrometer corresponding point arranged.

Die bekannten Spaltspektrometer bestehen im allgemeinen aus einem Eintritts- und Austrittsspalt, aus einem dispergierenden System, z. B. einem Prisma oder Gitter und aus optischen Abbildungseinrichtungen zur Abbildung des Eintrittsspaltes auf den Austrittspalt. The known slit spectrometers generally exist from an entry and exit slit, from a dispersing system, e.g. B. a prism or grids and optical imaging devices for imaging the entrance slit onto the exit slit.

Das dispergierende System lenkt das einfallende Licht entsprechend seiner Wellenlänge mehr oder weniger in Dispersionsrichtung ab. In der den Austrittsspalt enthaltenden Ebene entsteht damit nicht ein einziges Spaltbild, sondern, gegeneinander verschoben, so viele Spaltbilder (monochromatische Bilder des Eintrittsspaltes), wie das Licht verschiedene Wellenlängen enthält. Wenn das dispergierende System verdreht wird, dann wandern die einzelnen monochromatischen Bilder des Eintrittspaltes über den Austrittsspalt hinweg. Wird die Intensität des durch den Austrittsspalt fallenden Lichtes als Ordinate und die Verstellung des dispergierenden Systems als Abszisse aufgezeichnet, dann wird beim Durchgang eines monochromatischen Bildes des Eintrittsspaltes eine dreieckförmig ausgebildete Kurve erhalten, deren Spitze der genauen Überlagerungsstellung des Eintrittsspaltes mit dem Austrittsspalt kennzeichnet. Aus der Stellung des dispergierenden Systems kann nach Eichung auf die Wellenlänge der nachgewiesenen Spektrallinie geschlossen werden.The dispersing system directs the incident light more or more according to its wavelength less in the direction of dispersion. In the the exit gap containing level does not result in a single slit image, but, shifted against each other, as many slit images (monochromatic images of the entrance slit) as the light has different wavelengths contains. If the dispersing system is twisted, then the individual monochromatic ones migrate Images of the entrance slit across the exit slit. Will the intensity of the through the exit slit falling light as the ordinate and the adjustment of the dispersing system as the abscissa recorded, then when a monochromatic image of the entrance slit passes through, a triangular one becomes obtained curve, the tip of which is the exact superimposition of the entrance slit marked with the exit gap. From the position of the dispersing system, after calibration the wavelength of the detected spectral line can be closed.

Zum Nachweis des durchfallenden Lichtes werden insbesondere fotoelektrische Zellen oder Fotowiderstände enthaltende Schaltungen verwendet, deren abgegebene Spannung ein Maß für die Intensität des durchfallenden Lichtstromes ist.Photoelectric cells or photoresistors in particular are used to detect the light that has passed through containing circuits are used, the output voltage of which is a measure of the intensity of the through the luminous flux.

In der französischen Patentschrift 1 249 247 ist ein Zonenelement-Spektrometcr beschrieben, bei dem durch die zwei Zonenscharen eines Zonenelementes zwei Strahlenbündel erzeugt werden, deren Differenz für jede Stellung des dispergierenden Systems gemessen wird und beispielsweise als elektrische Spannung zur Verfügung gestellt wird. Auch hierbei ist die Form dieser Differenzspannung im wesentlichen die eines Dreiecks, wenn der Durchgang eines monochromatischen Bildes der Eintrittsfläche über die Austrittsflächc zugrunde gelegt wird. Die gleiche Lichtstärke und damit gleiche Höhen des Dreiecksignals vorausgesetzt, ist die Breite des durch ein Zonenclement-Spektromcter gelieferten Dreiccksignals wesentlich kleiner als die durch ein Spaltspektrometer gelieferte Breite des Dreiecksignals, woraus ein höheres Auflösungsvermögen des Zonenelement-Spektrometers resultiert.In the French patent 1 249 247 a zone element spectrometer is described in which two bundles of rays are generated by the two groups of zones of a zone element, the difference between them is measured for each position of the dispersing system and, for example, as an electrical voltage is made available. Here, too, the form of this differential voltage is essentially the same of a triangle if the passage of a monochromatic image of the entrance surface over the exit surface c is taken as the basis. The same light intensity and thus the same heights of the triangular signal provided that the width of the triangular signal provided by a zone clement spectrometer is essential smaller than the width of the triangular signal supplied by a slit spectrometer, from which a higher resolution of the zone element spectrometer results.

Es wurde nun festgestellt, daß mit den aus der französischen Patentschrift 1 249 247 bekannten Zonenelementen, welche einen rechteckförmigen Umriß aufweisen, das Differenzsignal nicht ganz dreieckförmig ist, was für die Auswertung erwünscht wäre, sondern daß in der Nähe des Dreiecks sogenannte »nahe Nebenmaxima« vorhanden sind.It has now been found that with the zone elements known from French patent specification 1 249 247, which have a rectangular outline, the difference signal not quite triangular is what would be desirable for the evaluation, but that near the triangle so-called »near Secondary maxima «are present.

ίο In einem Koordinatensystem, dessen Abszisse der Stellung des dispergierenden Systems und dessen Ordinate der Lichtintensität entspricht, ergibt sich dabei folgender Kurvenverlauf: Von der Dreieckspitze nach beiden Seiten ausgehend, trifft die Signalkurve auf die Abszisse, unterschreitet sie, macht einen Bogen, dessen Maximum unterhalb eines Drittels des Ordinatenwertes der Dreieckspitze liegt, schneidet die Abszisse wiederum, macht einen zweiten Bogen, so daß wiederum ein nahes Nebenmaximum entsteht, dessen Ordinatenwert gegenüber dem Ordinatenwert des ersten nahen Nebenmaximums wiederum verringert ist usf. So werden in regelmäßigen Abständen voneinander kleiner werdende nahe Nebenmaxima beobachtet (s. Fig. 6 der französisehen Patentschrift 1249 247). Die nahen Nebenmaxima gehen erfahrungsgemäß mit wachsender Entfernung von der Spitze des Dreiecksignals schnell gegen Null.ίο In a coordinate system whose abscissa is the The position of the dispersing system and its ordinate corresponds to the light intensity, results The following curve progression: Starting from the tip of the triangle on both sides, the signal curve meets on the abscissa, it falls below, makes an arc, the maximum of which is below a third of the ordinate value of the apex of the triangle, the abscissa intersects again, making a second Arc, so that again a near secondary maximum arises whose ordinate value compared to the ordinate value of the first near secondary maximum is in turn decreased, and so on At a distance from one another decreasing near secondary maxima were observed (see Fig. 6 of the French Patent specification 1249 247). Experience shows that the near secondary maxima go with increasing distance from the top of the triangle signal quickly towards zero.

Da die nahen Nebenmaxima die Auswertung stören, wurde bereits versucht, sie zu verringern bzw. zu beseitigen. Dabei ist aus der französischen Patentschrift 1249 247 bekannt, die ursprünglich rechteckigen Zonenelemente mit »abgeschnittenen Ecken« zu verwenden, wobei die Dichte der Zonen an diesen Ecken ursprünglich besonders groß war. Durch diese Maßnahme gelang es, die nahen Nebenmaxima zu verringern bzw. fast zum Verschwinden zu bringen. Es wurden jedoch auch sogenannte »entfernte Sekundärmaxima« entdeckt. Diese entfernten Sekundärmaxima treten nicht nur, wie die nahen Nebenmaxima, in der Nähe der Signalspitze auf, und ihr Verlauf ist auch nicht regelmäßig. Die zu einem Hauptmaxima gehörigen entfernten Sekundärmaxima sind in unregelmäßigen Abständen mit unregelmäßigen Ordinatenwerten entlang der Abszissenachse verteilt. Da die Abszisse die Regeleinstellung des dispergierenden Systems und damit eine zugeordnete Wellenlänge kennzeichnet, täuschen die entfernten Sekundärmaxima das Vorhandensein von Licht dieser Wellenlängen vor, die selbstverständlich im monochromatischen Licht nicht vorhanden sein können. Wenn Licht mit Anteilen verschiedener Wellenlängen zur Untersuchung durch das Zonenelement-Spektrometer verwendet wird, dann wird durch ein entferntes Sekundärmaximum Licht einer nicht vorhandenen Wellenlänge vorgetäuscht.Since the nearby secondary maxima interfere with the evaluation, attempts have already been made to reduce or increase them remove. It is known from French patent specification 1249 247, the originally rectangular Use zone elements with »cut corners«, with the density of the zones at these Corners was originally particularly large. By this measure it was possible to close the secondary maxima reduce or almost make it disappear. However, there were also so-called »distant ones Secondary maxima «discovered. These distant secondary maxima not only occur, like the near secondary maxima, near the peak of the signal, and its course is also not regular. The to one The distant secondary maxima belonging to the main maxima are at irregular intervals with irregular ones Ordinate values distributed along the abscissa axis. Since the abscissa is the control setting of the dispersing Systems and thus an assigned wavelength, deceive the distant Secondary maxima the presence of light of these wavelengths before which, of course, in monochromatic Light cannot be present. When light with components of different wavelengths is used for examination by the zone element spectrometer, then by a remote Secondary maximum light of a non-existent wavelength simulated.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, diese entfernten Sekundärmaxima zu verringern bzw. zum Verschwinden zu bringen.
Durch die Existenz der Zonenelemcnte wird d,as durch das Zonenelement-Spektrometer dringende Licht in helle und dunkle Stellen strukturiert. Das Licht wird durch das dispergierende System wie beim Spaltspektrometer in nebcneinanderliegcnde und sich zum Teil überdeckende monochromatische Bilder der Eintritts/lache aufgespalten. Wenn nunmehr ein kleiner Tcilausschnitt aus dem Austrittszonenelement betrachtet wird, dann folut, daß bei der Vcrstellunc desThe object on which the invention is based is to reduce these distant secondary maxima or to make them disappear.
Due to the existence of the zone elements, the light penetrating through the zone element spectrometer is structured into light and dark areas. As with the slit spectrometer, the light is split up by the dispersing system into adjacent and partially overlapping monochromatic images of the entry pool. If now a small section of the exit zone element is considered, then it follows that in the representation of the

dispergierenden Systems und der dadurch verursachten Wanderung der monochromatischen Bilder ein plötzlicher Wechsel auf der Austrittsfläche zwischen ankommenden hellen Bildstellen und dunklen Bildstellen stattfindet. Da bei den bisher verwendeten Zonenelementen die Zonen durch gerade Linien begrenzt waren, welche sich von einem Rand des Zonenelementes zum anderen Rand senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Spektrums erstreckt haben, tritt dieser Wechsel für sämtliche Begrenzungen des Zonenelementes gleichzeitig auf.dispersing system and the resulting migration of the monochromatic images Sudden change on the exit surface between incoming light image areas and dark image areas takes place. Because with the previously used zone elements, the zones are limited by straight lines which extend from one edge of the zone element to the other edge perpendicular to the direction of propagation of the spectrum, this change occurs for all boundaries of the zone element at the same time.

Die Erfindung geht nun von der Vorstellung aus, daß der erwähnte Wechsel zwischen hellen Bildstellen und dunklen Bildstellen für das Auftreten der entfernten Sekundärmaxima bedeutsam ist. Es soll bei der Verstellung des dispergierenden Systems der Umschlag von hellen Bildstellen zu dunklen Bildstellen oder umgekehrt nicht plötzlich erfolgen, der Umschlag soll vielmehr entsprechend einer Sinusfunktion verlaufen. The invention is based on the idea that the aforementioned change between bright image areas and dark image areas is significant for the occurrence of the distant secondary maxima. It should be at the adjustment of the dispersing system, the change from light image areas to dark image areas or vice versa, it should not occur suddenly, the change should rather proceed according to a sine function.

Die gestellte Aufgabe wird durch ein im Anspruch 1 oder 5 oder 7 gekennzeichnetes Zonenelement gelöst.The stated object is achieved by a zone element characterized in claim 1 or 5 or 7.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind an Hand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigenEmbodiments of the invention are explained with reference to the drawing. Show it

F i g. 1 und 2 Zonenelemente, deren Begrenzungen durch sinusförmige Kurven gebildet sind,F i g. 1 and 2 zone elements, the boundaries of which are formed by sinusoidal curves,

F i g. 3 ein Zonenelement oder Zonenelementstreifen mit geradlinig begrenzten Zonen,F i g. 3 a zone element or zone element strips with zones delimited in a straight line,

Fig. 4 eine erläuternde Skizze zur Konstruktion ernes Zonenelementes nach4 shows an explanatory sketch for the construction of a zone element according to

F i g. 5, deren Begrenzung durch schräge Geradenstücke gebildet sind,F i g. 5, the boundaries of which are formed by inclined straight lines,

F i g. 6 ein Zonenelement, welches aus zwei Zonenelementstreifen besteht,F i g. 6 a zone element, which consists of two zone element strips,

Fig. 7 die Überlagerung eines Eintrittszonenelementes mit einem Austrittszonenelement,7 shows the superposition of an entry zone element with an exit zone element,

Fig. 8 ein der Fig. 3 entsprechendes Zonenelement, welches zur Konstruktion des Zonenelementes nach Fig. 9 benötigt wird,8 shows a zone element corresponding to FIG. 3, which is required for the construction of the zone element according to FIG. 9,

F i g. 9 ein Zonenelement, welches aus Zonenelementstreifen aufgebaut ist,F i g. 9 a zone element which is constructed from zone element strips,

Fig. 10 ein der Fig. 8 ähnliches Zonenelement, welches zur Konstruktion des Zonenelementes nach F i g. 11 benötigt wird,FIG. 10 shows a zone element similar to FIG. 8, which for the construction of the zone element according to FIG. 11 is required,

F i g. 11 ein weiteres Zonenelement, das aus Zonenelementstreifen aufgebaut ist,F i g. 11 a further zone element, which consists of zone element strips is constructed,

Fig. 12 ein der Ausführungsform nach Fig. 8 bzw. 10 ähnliches Zonenelement, welches zur Erläuterung des Zonenelementes nach Fig. 13 benötigt wird,FIG. 12 shows the embodiment according to FIG. 8 or 10 similar zone element which is required to explain the zone element according to FIG will,

Fig. 13 ein weiteres Zonenelement, welches aus Zonenelementstreifen aufgebaut ist.13 shows a further zone element which is constructed from zone element strips.

Es wird von einem Zonenelement ausgegangen, wie es in F i g. 3 zum Teil dargestellt ist. Die Breite der einzelnen Zonen ist durch die Gleichung / = kl χ gegeben, wobei / die Breite einer Zone, k eine Konstante und χ die Entfernung einer Zone von einem Bezugsrand darstellt. Dieses Zonenelement weist zweierlei Zonen auf, welche entweder lichtdurchlässig, reflektierend oder absorbierend sind und durch geradlinige Grenzlinien voneinander geschieden sind. Die Grenzlinien der Zonen sind entsprechend dem durch die französische Patentschrift 1 249 247 gegebenen Stand der Technik senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des· Spektrums angeordnet.A zone element is assumed, as shown in FIG. 3 is shown in part. The width of the individual zones is given by the equation / = kl χ , where / is the width of a zone, k is a constant and χ is the distance of a zone from a reference edge. This zone element has two types of zones, which are either transparent, reflective or absorbent and are separated from one another by straight border lines. According to the prior art given by French patent specification 1 249 247, the boundary lines of the zones are arranged perpendicular to the direction of propagation of the spectrum.

Die Begrenzungen der einzelnen Zonen schneiden sich mit den zur Ausbreitungsrichtung des Spektrums parallelen Rändern des Zonenelementes in Punkten, von denen jeder zweite als Markierungspunkt benutzt wird. Die Auswahl der Markierungspunkte erfolgt dabei so, daß von sich gegenüberliegenden Markierungspunkten jeweils nur einer benutzt wird, d. h., daß diese also auf Lücke stehen. Durch die so erhaltenen Markierungspunkte werden sinusförmige Halbbögen gezogen.The boundaries of the individual zones intersect with those for the direction of propagation of the spectrum parallel edges of the zone element in points, every second of which is used as a marking point will. The selection of the marking points takes place in such a way that marking points are opposite to one another only one is used at a time, d. that is, that these are therefore on loophole. Through the thus obtained Marking points are drawn sinusoidal semi-arcs.

Wenn benachbarte Zonen des Zonenelementes paarweise gleiche Flächeninhalte aufweisen sollen,If adjacent zones of the zone element are to have the same area in pairs,

ίο dann haben jeweils drei Markierungspunkte in Ausbreitungsrichtung des Spektrums gleiche Abstände voneinander. Durch diese Punkte kann jeweils eine Sinuslinie mit voller Periode gezogen werden. Es wird dann das Zonenelement nach F i g. 1 erhalten.ίο then each have three marking points in the direction of propagation of the spectrum equidistant from each other. Through each of these points a Sinus line can be drawn with a full period. The zone element according to FIG. 1 received.

Wenn benachbarte Zonen des Zonenelementes ungleiche Breiten aufweisen sollen, dann werden zwischen den Markierungspunkten Sinuslinien mit Halbperioden gezogen, und es wird ein Zonenelement erhalten, das in F i g. 2 dargestellt ist.If adjacent zones of the zone element are to have unequal widths, then between sine lines with half periods are drawn for the marking points, and a zone element is obtained, that in Fig. 2 is shown.

Es wird nunmehr entsprechend F i g. 4 nochmals von einem Zonenelement nach F i g. 3 ausgegangen. An den zur Ausbreitungsrichtung des Spektrums parallelen Rändern werden wiederum Punkte eingezeichnet, welche die von den Zonen abgeschnittenen Strekken beispielsweise dreiteilen.It is now in accordance with FIG. 4 again from a zone element according to FIG. 3 assumed. Points are drawn on the edges parallel to the direction of propagation of the spectrum, which divide the routes cut off by the zones into three parts, for example.

Die Punkte können auch nach einem anderen Gesetz bestimmt werden. Wenn auf der einen Seite des Zonenelementes ein rechts vom Zonenrand liegender Punkt als Markierungspunkt genommen wird, dann wird beim gegenüberliegenden Rand des Zonenelementes der links von der Begrenzungslinie gezeichnete Punkt als Markierungspunkt betrachtet. Es ' werden so die Markierungspunkte 413_P 413/, 418p 417₂ usw. gemäß Fig. 4 gefunden. Diese Markierungspunkte werden mit den Mittelpunkten der Zonengrenzlinien 41O₁, 41O₁ usw. verbunden, wobei die Geraden 411, 412, 415, 414 entstehen.The points can also be determined according to another law. If a point to the right of the zone edge is taken as the marking point on one side of the zone element, then the point drawn to the left of the boundary line on the opposite edge of the zone element is regarded as the marking point. In this way, the marking points 413 _P 413 /, 418p 417 ₂ etc. are found in accordance with FIG. 4. These marking points are connected to the midpoints of the zone boundary lines 41O ₁ , 41O ₁ etc., the straight lines 411, 412, 415, 414 being produced.

Mit diesen Geraden 411, 412, 414 und 415 usw. als Begrenzungen entsteht ein Zonenelement, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Die Geradenstücke sind schräg zur Ausbreitungsrichtung des Spektrums angeordnet und sind paarweise (z. B. 412, 415) schräg zueinander geneigt.With these straight lines 411, 412, 414 and 415 etc. as boundaries, a zone element is created, as shown in FIG. 5. The straight lines are arranged at an angle to the direction of propagation of the spectrum and are inclined in pairs (e.g. 412, 415) at an angle to one another.

Mit den Zonenelementen nach Fig. 1, 2 und 5 werden die entfernten Sekundärmaxima des erhaltenen Signals vermindert oder ganz zum Verschwinden gebracht. With the zone elements according to FIGS. 1, 2 and 5 the distant secondary maxima of the signal obtained are reduced or made to disappear entirely.

Wenn im folgenden von Hilfsabschnitten und Zonenelementstreifen die Rede ist, dann sollen darunter nicht solche Kompensationsflächen verstanden werden, welche dem Ausgleich der Flächensumme der beiden Scharen dienen. Auch die im folgenden beschriebenen Ausführungsformen der Zonenelemente können, falls keine Flächengleichheit der Zonenscharen gegeben ist, in der beschriebenen Art und Weise flächengleich gemacht werden..If auxiliary sections and zone element strips are mentioned in the following, then underneath should be compensation areas that compensate for the total area are not understood serve the two multitudes. Also the embodiments of the zone elements described below can, if there is no equality of area of the groups of zones, in the manner described and Can be made equal in area.

In F i g. 6 ist ein Zonenelement dargestellt, das aus zwei Zonenelementstreifen, einem Hauptabschnitt 431 und einem Nebenabschnitt 432 besteht, die als solche einem' bisher bekannten Zonenclement entsprechen. In Fig. 6 shows a zone element which consists of two zone element strips, a main section 431 and a secondary section 432 , which as such correspond to a previously known zone element.

Der Nebenabschnitt 432 weist ein Drittel der Höhe des Hauptabschnittes sowie eine * dreifach höhere Anzahl von Zonen auf. Dabei sind jeweils zwei Zonen des Nebenabschnittes beispielsweise lichtdurchlässig, wenn die benachbarte Zone des Hauptabschnittes ebenfalls lichtdurchlässig ist, und es sind jeweils zwei Zonen des Nebenabschnittes bei-The secondary section 432 has a third of the height of the main section and a * three times higher number of zones. Two zones of the secondary section are, for example, translucent if the adjacent zone of the main section is also translucent, and there are two zones of the secondary section in each case.

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spielswcisc absorbierend, wenn die benachbarte Zone ein Hilfsabschnitt 448 abgegrenzt. Ein dem Flächendes Hauptabschnittes ebenfalls absorbierend ist. inhalt desHilfsabschnittes448 entsprechender Zonen-absorbent when the adjacent zone delimits an auxiliary section 448 . One of the surfaces of the main section is also absorbent. content of the auxiliary section 448 corresponding zone

Es wurde nun gefunden, daß die entfernten Sekun- elementstreifen 452 wird parallel neben dem Zonen-It has now been found that the removed secondary element strip 452 is parallel next to the zone

därmaxima besonders verringert werden, wenn das elementstreifen 451 angeordnet. Auf dem Zonen-Därmaxima are particularly reduced when the element strip 451 is arranged. On the zone

Eintrittszoncnelemcnt nicht kongruent auf das Aus- 5 elemcntstreifen 452 sind Zonen eingezeichnet, derenEntry zone not congruent on the exit 5 element strip 452 , zones are shown whose

trittszonenelcment abgebildet wird, sondern wenn schmälste Zone 453 eine Breite von 2,5 ρ und -derentread zone element is mapped, but if the narrowest zone 453 has a width of 2.5 ρ and -deren

beide zueinander spiegelbildlich überlagert werden. breiteste Zone 454 eine Breite von 6,25 ρ hat.both are superimposed in mirror image to one another. widest zone 454 has a width of 6.25 ρ.

In F i g. 7 ist das Austrittszonenelement mit voller Auf analoge Weise wird mit der Bildung weitererIn Fig. 7 is the exit zone element with full In an analogous manner with the formation of further

Strichstärke, das Bild des Eintrittszonenelementes Hilfsabschnitte zur Bestimmung der FlächeninhalteLine width, the image of the entry zone element, auxiliary sections for determining the area

gestrichelt darüber gezeichnet. Es ist ersichtlich, daß ίο und der Zonenbreiten der Zonenelementstreifen nachdashed lines over it. It can be seen that ίο and the zone widths of the zone element strips

die Nebenabschnitte nicht übereinanderliegen, daß F i g. 9 fortgefahren, bis das Zonenelement nachthe minor sections do not lie on top of one another that F i g. 9 continued until the zone element after

also die spiegelbildliche Überlagerung gegeben ist. Fig. 8 ganz »aufgebraucht« ist.so the mirror image overlay is given. Fig. 8 is completely "used up".

Es wurde gefunden, daß sich die störenden ent- ZurKonstruktiondesZonenelementesnachFig.ilIt has been found that the disruptive effects on the construction of the zone element according to FIG

fernten Sekundärmaxima weiter verringern lassen, wird von einem solchen nach F i g. 10 ausgegangen,can further reduce distant secondary maxima, such as shown in FIG. 10 assumed

wenn ein weiterer Nebenabschnitt, beispielsweise mit 15 Senkrecht zur Dispersionsrichtung wird eine Linieif a further secondary section, for example with 15 perpendicular to the direction of dispersion, becomes a line

fünffacher Zonenzahl des Hauptabschnittes, neben 456 gezogen. Die linke Hälfte des Zonenelementesfive times the number of zones of the main section, drawn next to 456. The left half of the zone element

den Nebenabschnitt 432 angefügt wird und das Bild wird durch eine weitere Linie 457 in zwei gleichethe minor section 432 is appended and the image becomes equal by another line 457 in two

des Eintrittszonenelcmcntes wiederum in Beziehung Teile aufgeteilt, das so erhaltene linke Viertel wirdof the entry zone element, in turn, is divided into relation parts, the left quarter thus obtained

auf die Dispersionsrichtung spiegelbildlich auf das wiederum durch eine weitere Linie aufgeteilt usw. Eson the direction of dispersion mirror image on that again divided by another line, etc. Es

Austrittszoncnelemcnt abgebildet wird. 20 werden dadurch Hilfsabschnitte 455, 458, 459, 460 Exit zone is mapped. 20 thereby become auxiliary sections 455, 458, 459, 460

■ In der nun folgenden Beschreibung der F i g. 8 usw. erhalten. Das Gesetz der Breitenvariation derIn the description of FIG. 8 etc. received. The law of width variation of the

bis 13 wird jeweils von einem Zonenelement bekann- Zonen für das Zonenelement nach Fig. 10 ist so ge-to 13 is known from a zone element in each case. Zones for the zone element according to FIG.

ter Art ausgegangen, um bestimmte Flächeninhalte wählt, daß im Bereich der Linie 456 die ZonenbreiteThe kind assumed to select certain areas that in the area of the line 456 the zone width

von Hilfsabschnitten und Zonenelementstreifen zu etwa 2 p ist, wenn ρ die schmälste Zone des Zonen-of auxiliary sections and zone element strips is about 2 p if ρ is the narrowest zone of the zone

definieren. Die Anzahl und damit auch die Breite und 35 elementes darstellt. Es ist dann im Bereich der Liniedefine. The number and thus also the width and 35 element represents. It is then in the area of the line

die Anordnung der Zonen ist auf den Hilfsabschnit- 457 die Zonenbreite 4 p, am rechten Rand der Flächethe arrangement of the zones is on the auxiliary section 457 the zone width 4 p, on the right edge of the surface

ten und den Zonenelementstreifen unterschiedlich; 460 8 p, am linken Rand 16 ρ usw. Auf dem Zonen-th and the zone element strip different; 460 8 p, on the left margin 16 ρ etc. On the zone

die Begrenzungen sollen jedoch geradlinig sein. elementstreifen 461 von Fig. 11, welcher flächen-however, the boundaries should be straight. element strip 461 from FIG. 11, which

Wenn in Dispersionsrichtung über ein Zonen- gleich mit dem Hilfsabschnitt 455 ist, werden Zonen element nach der französischen Patentschrift 1249247 30 aufgezeichnet, welche zwischen der Breite ρ — Zone gewandert wird, dann wächst die Breite jeder einzel- 462 — und der Breite 2 p — Zone 463 — variieren, nen Zone im Zonenelement von einem geringen Wert Bei dem an den Streifen 461 anschließenden Streifen an einem Zonenrand zu einem größeren Wert am an- 464 werden die Zonenbreiten zwischen 2 p — Zone deren Zonenrand an. Das Gesetz der Breitenvariation 465 — und 4 p — Zone 466 —, an dem nächstist dabei durch die Formel 1 = kl χ gegeben, wobei k 35 folgender Zonenelementstreifen 467 zwischen 4 ρ eine Konstante und χ die Entfernung von einem Be- — Zone 468 — und 8 p — Zone 469 —, an dem zugsrand darstellt. Es ist dabei auch eine Annäherung nächstfolgenden Zonenelementstreifen 470 zwischen an dieses Gesetz für die Breitenvariation der Zonen 8 p — Zone 471 — und 16 p — Zone 472 — usw. zulässig. Wenn ρ die Breite der schmälsten Zone ist variieren.If in the dispersion direction over a zone is equal to the auxiliary section 455 , zone elements are recorded according to French patent specification 1249247 30, which is wandered between the width ρ - zone, then the width of each individual 462 - and the width 2 p - zone 463 - vary, NEN zone in the zone element from a low value at the adjacent to the strip 461 strips at a zone edge to a larger value at the arrival zone 464 widths between 2 are p - zone zone whose edges. The law of width variation 465 - and 4 p - zone 466 -, at the next is given by the formula 1 = kl χ , where k 35 of the following zone element strips 467 between 4 ρ is a constant and χ is the distance from a loading zone 468 - and FIG. 8 represents p - zone 469 - at the edge of the pull. An approximation of the next following zone element strips 470 between this law for the width variation of zones 8 p - zone 471 - and 16 p - zone 472 - etc. is also permissible. If ρ is the width of the narrowest zone vary.

und vom betreffenden Rand zum gegenüberliegenden 40 Zur Konstruktion des Zonenelementes nach Fig. 13 Rand fortgeschritten wird, dann nimmt diese Breite wird von Fig. 12 ausgegangen. Das Zonenelement fortlaufend zu, wird an einer bestimmten Stelle des nach Fig. 12 wird in eine Anzahl gleicher Hilfs-Zonenelementes annähernd 2 p, dann an einer ande- abschnitte 473_X bis 473₁₀ aufgeteilt. Das Bildungsren bestimmten Stelle des Zonenelementes annähernd gesetz der Breiten der Zonen der Fig. 12 ist so ge-3 p usw. und erreicht schließlich den größten Breiten- 45 wählt, daß für jeden Hilfsabschnitt die Breite der am wert am gegenüberliegenden Rand. rechten Rand liegenden Zone im Verhältnis zurand from the relevant edge to the opposite edge 40. For the construction of the zone element according to FIG. 13, this width is assumed from FIG. 12. The zone element continuously, p is at a particular location of the same of Fig. 12 is in a number of sub-zone element approximately 2, then split at a On the other sections 473 to 473 _X _{10 degrees.} The formation of the specific point of the zone element approximately law of the widths of the zones of FIG. 12 is so ge-3 p etc. and finally reaches the greatest width that selects for each auxiliary section the width of the value at the opposite edge. right edge lying zone in relation to

In F i g. 8 wurde nun an einer Stelle, wo die Breite Breite der links liegenden Zone einen Wert von kleider Zonen etwa 2,5 p ist (also kleiner als 3 p), eine ner als drei ergibt. Die Flächeninhalte der Hilfsab-Linie 445 gezogen, welche nach rechts einen Hilfs- schnitte entsprechen den Flächeninhalten der Zonenabschnitt 446 abschneidet, dessen kleinste· Zone ρ 5° elementstreifen 474,, 474₂ bis 474₁₀. Das Bildungsund dessen größte Zone annähernd 2,5 ρ ist. Zur gesetz der Zonenbreiten der Zonenelementstreifen ist Konstruktion des Zonenelementes nach F i g. 9 wird so gewählt, daß die Breite der am rechten Rand lielediglich der Flächeninhalt des Hilfsabschnittes bis genden Zone im Verhältnis zur Breite der links He- 446 benötigt. Auf einer dem Flächeninhalt des Hilfs- genden Zone einen Wert von kleiner als drei, nämabschnittes 446 entsprechenden Fläche werden Zonen 55 lieh etwa den Wert, wie er bei den Hilfsabschnitten aufgezeichnet, deren schmälste Zone 449 eine Breite ρ gegeben ist, ergibt.In Fig. 8 at a point where the width of the zone on the left is a value of small zones about 2.5 p (i.e. less than 3 p), results in a value of less than three. The area of the auxiliary line 445 drawn, which cuts off an auxiliary section to the right corresponds to the area of the zone section 446 , the smallest zone ρ 5 ° element strips 474, 474 ₂ to 474 ₁₀ . The formation and its largest zone is approximately 2.5 ρ. For the law of the zone widths of the zone element strips, the construction of the zone element according to FIG. 9 is chosen so that the width of the area on the right edge only requires the area of the auxiliary section up to and including the area in relation to the width of the left He- 446 . On an area corresponding to the area of the auxiliary zone with a value of less than three, namely section 446 , zones 55 are given approximately the value as recorded for the auxiliary sections, the narrowest zone 449 of which is given a width ρ.

und deren breiteste Zone 450 eine Breite von an- Die Zonengrenzlinien der beschriebenen Zonennähernd 2,5 ρ hat. Es wird dadurch ein Zonenelement- elemente können scharfe Begrenzungen darstellen, es streifen 451 erhalten. Da die in Dispersionsrichtung ist jedoch auch möglich, die Zonengrenzlinien so zu gemessene Abmessung des Hilfsabschnittes 446 klei- 60 machen; daß von der einen Eigenschaft der Zone, ner ist als die des Zonenelementstreifens 451, ist das z. B. Durchsichtigkeit, ein allmählicher Übergang zur Variationsgesetz der Zonen beider Flächen zwar von anderen Eigenschaft der benachbarten Zone, z. B. gleicher Form, jedoch mit unterschiedlicher Kon- Absorption, gegeben ist. Ein solches Zonenelement stantc k. Es werden so unterschiedliche Anzahlen von wird z. B. durch unscharfe Abbildung eines Zonen-Zonen untergebracht. Daraufhin wird im Zonen- 65 elementes mit scharfen Zonengrenzlinien hergestellt, element nach Fig. 8 an einer Stelle, an der die Zonen Solche Zonenelemente mit ineinander übergehenden 2,5 · 2,5 = 6,25 ρ breit sind, eine Linie 447 gezogen. Zonen haben den Vorteil, daß die Welligkeit des er-and the widest zone 450 of which has a width of approximately 2.5 ρ. As a result, a zone element - elements can represent sharp boundaries, strip 451 - is obtained. However, since the dimension of the auxiliary section 446 measured in this way is also possible, the zone boundary lines can be made small; that of the one property of the zone, ner than that of the zone element strip 451, z. B. transparency, a gradual transition to the law of variation of the zones of both surfaces, although different property of the adjacent zone, z. B. the same shape, but with different absorption is given. Such a zone element stantc k. There are so different numbers of z. B. accommodated by the blurred image of a zone-zone. Thereupon, a line 447 is drawn in the zone element with sharp zone boundary lines, element according to FIG. 8 at a point at which the zones. Zones have the advantage that the waviness of the

Dadurch wird zwischen den Linien 445 und 447 haltenen Signals vermindert ist.This will reduce the signal held between lines 445 and 447.

Claims

Patent claims:

1. Zone element for spectrometers, which has two sets of zones, one every other zone either S

a) translucent,

b) reflective or

c) absorbent

is and both families differ in their properties a) to c); the sums of areas of both families are essentially equal to one another; the zone element cannot be brought into congruence with itself by a translation parallel to the direction of dispersion, characterized in that the boundaries of the individual zones are approximately sinusoidal and that the tangents to the extreme values of the boundaries run parallel to the direction of dispersion ( Fig. 1, 2).

2. Zone element according to claim 1, characterized in that in each case two adjacent zones exactly equal areas up a $ exhibit 'and that the boundaries are formed by sinusoidal bends with full period (Fig-1) ·

3. Zone element according to claim 1, characterized in that all zones (for example 40I ₁ ', 402 /) have different surface areas from one another and that the boundaries are each formed by a half period of a sinusoidal arc (F i g. 2).

4. Zone element according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that that the boundary lines of the zones are formed by straight lines, which the sinusoidal Curves are approximated.

5. Zone element for spectrometers, which has two families of zones, one any zone either

4545

a) translucent,

b) reflective or

c) absorbent

is and with each other in their properties a) to c) differentiate; the area sums of both families are essentially each other same; by a translation parallel to the dispersion direction, the zone element can with themselves cannot be brought into congruence, characterized in that the boundaries of the zones as straight lines (411, 412, 415, 414) inclined to the direction of propagation of the spectrum are, which in pairs (412, 415) are inclined towards each other (Fig. 4, 5).

6. zone element according to claim S, characterized in that the measured at the zone edge Distance between the inclined straight lines (411, 412, 415, 414) a third of the respective zone width is (Fig. 4).

7. Zone element for spectrometers, which has two families of zones, one any zone either

a) translucent,

b) reflective or

c) absorbent

is and whereby both groups differ in their properties a) to c) differentiate; the area sums of both families are essentially each other same; by a translation parallel to the dispersion direction, the zone element can with themselves are not brought into congruence, characterized in that the zone element consists of several zone element strips, which are parallel in the direction of propagation of the spectrum are arranged to one another or next to one another (Fig. 7, 8, 9,11,13, 15).

8. zone element according to claim 7, characterized in that the ratio of the widths corresponding zones of adjacent zone element strips is smaller than three.

9. Zone element according to claim 7, wherein the entry zone element is a mirror image of the exit zone element with respect to the direction of dispersion is mapped, characterized in that a zone element strip as the main section (431) and a zone element strip is formed as a secondary section (432) and that the secondary section (432) has three times the number of zones.

10. Zorienelement according to claim 9, characterized in that a zone element strip as a Another secondary section is provided, the number of zones of which is five times the amount having the main section.

11. Zone element according to claim 9 or 10, characterized in that the arrangement of the Zones of the secondary section (432) is made so that meeting zones of the main and secondary section have the same properties as possible (FIG. 8).

12. Zone element according to one of the preceding claims 9 to 11, characterized in that that the heights of the zone element strips have the opposite relationship to one another like the number of zones accommodated on a zone element strip. '

13. Zone element according to claim 7 or 8, characterized in that the surface area of a zone element strip each of an auxiliary section (446, 448 in Fig. 8 or 455, 458, 459 and 460 in Fig. 10 or 473 ^ 473 ₂ to 473 ₁₀ in Fig. 12), which lies between two predetermined zone widths of an auxiliary zone element (Fig. 8, 10, 12) whose zone boundary lines (445, 447 in Fig. 8) extend in a known manner from zone edge to zone edge, and that the zone widths of the zone element strips at their outer edges of the zone widths of the auxiliary sections at their outer edges are essentially the same.

14. Zone element according to claim 13, characterized in that the heights of the zone element strips (451, 452 in Fig. 9; 462, 464, 467, 470 in Fig. 11) are related to each other like the inverse ratio of the widths of the zones at the outer edges of the considered Zone element strips (Figures 9, 11).

009 685/31

I 422 588I 422 588

15. Zone element according to claim 13, characterized in that the zone element strips (474 to 474 ₁₀ in Fig. 13) all have the same width and that the number of zones is chosen so that the ratio of the zone widths aa

the zone strip edges to each other for each zone element strip is less than three.

16. Zone element according to one of claims 1 to 15, characterized in that the zones gradually merge.

For this purpose 2 sheets of drawings