DE1772024C - Spaltblendenanordnung fur einen Spektralapparat - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft cine Spaltblendenanordnung I'iir einen Spektralapparat mit einem an einer Stnihliingseintrittsstelle angeordneten f-'intrittsspalt. einem an einer Strahlungsaustrittsstelle angeordneten Aiistrittsspiili und einem sich von der S Sirahliingseintritlsstelle zur Strahl ungsaustrittsstel Ie erstreckenden ebenen Bauteil.

Hine Spaliblendenanordiiunn dieser Art ist aus JOSA 48 (l'.öS). S. 106 bis 1 I L bekannt. Diese Verölleiiilichung beschreibt ein Vakuum-Gitterspektrometer mit Ibert-Aufstelliing, dessen Eintritts- und Au-iriiiis>pa:t durch eine Ringspaltanordnung gebildet werden, die einen inneren kreisförmigen sowie einen äußeren ringförmigen Backen enthalt, die mittel-, eines komplizierten Lagerungs- und Verstellmechaimnui-. in beziiL aufeinander verstellbar sind.

Im JOSA 44 (I "54"), S. 102 bis 108, ist ferner ein Giiterspeklrometer mit Ebert-Aufstellung bekannt, LIa-. ein Beugungsgitter, einen Kollimatorspiegel und /wc'i gekrümmte Spalte enthält, von denen der eine als Kinlrittsspalt und der andere als Austrittsspalt arbeilet. Die Spalte liegen auf einem Kreis in der Brennebene des sphärischen Spiegels, die Mitte dieses Kreises liegt dabei auf einer Geraden, die auch durch die Mitte des Cutters und des Kollimatorspiegels geht. Die Spalte können eine verhältnismäßig große Länge haben, über ihre Konstruktion sind keine näheren Angaben gemacht.

Λιι·, der I ISA.-Patentschrift 2 (S3 ! 489 ist ferner ein Monochromator bekannt, dessen hmtrii -.spalt und AiistritNspali verhältnismäßig breit bemessen und in eine Anzahl von Teilspalten unterteilt sind. Das durch die Teilspalte fallende Licht wird jeweils durch eine umlaufende Scheibe mit azimutalen Schlitzen unterschiedlicher Länge und Anordnung moduliert, um :15 eine größere Auflösung im langwelligen Infrarot zu erhallen.

Die Breite des Kintritts- und Austrittsspalles eir.es Spektralapparates ist gewöhnlich verstellbar, um die Starke tier eintretenden Strahlung und das Auflösungs\cmiögcn andern zu können. Hierfür sind meistens zwei schneidcnlörmige Backen vorgesehen, die durch eine Mikrometersehraube in bezug aufeinander verstellbar sind. Dainii die für einwYinufreie Messungen erforderliche sehr gleichsinnige Sp.illbieile gewährleistet ist. müssen die Backen mit hoher l'ia/iM.'ii hergestellt werden, sie sind daher verhältnismäßig teuer. .Außerdem ist die Bedienung der bekannten Spallbleiulen schwierig und die Genauigkeit läßt bei !ängerem (iebrauch nach. Das Justieren v> (Lr bekannten Spalte ist außerdem verhältnismäßig zeili ,iiil'end.

Der vorliegenden Erfindung hegt dement .pterliend die AiiliNibc zugrunde, eine \erstellbare Spallhlendenanordnuug für einen Speklralapparat ti. dgl. anzu- geben, die sehr genau und leicht einstellbar ist und sich gleichzeitig durch einen einfachen Aufbau und gelinge Kosten auszeichnet.

(Lmaß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Spallblendenanordnung der eingangs genannten ^fi" ArI dadurch erreicht, daß sich das ebene Mauleil über die Strahlungseinlrittsslellc und die Strahluugsaustrillsstellu hinaus erstreckt und eine Anzahl von paarweise zusammengehörigen spaltförmigen Durchbrechungen aufweist, wobei der Abstand der Durch- ^fi5 bdthungen jedes Paares gleich dem Abstand /wischen Kintrills- und Austrittsslelle ist und die f>iirchbrecliuni?en sich von PaHr zu Paar in ihren Breiten unterscheiden, und daß das ebene Bauteil derart beweglich gelagert ist, daß die spaltförmigen Durchbrechungen jedes gewünschten Paares als Eintritis- bzw. Austrittsstelle gebracht werden können.

Line solche Spallblendenanordnung ermöglicht eine leichte und schnelle Einstellung von Spalten genau definierter Breite entsprechend der Intensität der einfallenden Strahlung und der gewünschten spektralen Auflösung Sie gewährleistet ferner eine hohe Stabilität des zugehörigen ^pektralapparates. [line Versch'ociiterung der Genauigkeit ist auch bei längerem Gebrauch praktisch ausgeschlossen.

Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüclieii gekennzeichnet.

Die Spaltblendenanordnung gemäß der Erfindung kann bei Spektralapparaten der verschiedensten Art verwendet werden, z. B. in Monochromatorcn, Spektroskopen, Spektrometern, Spektrographen usw.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert, es zeigt

F i g. 1 eine scliematische Draufsicht eines Monochromators, der eine Spaltblendenanordnung gemäß der Erfindung enthält,

F-'i g. 2 einen Schnitt längs einer Linie 2-2 in F i g. 3 und

L ig. 3 eine Draufsicht auf eine scheibenförmige Spaltblendenanordnimg gemäß der Erfindung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Monochromator fällt ein von einer Strahlungsquelle IO ausgehendes Strahlimgsbündel 22 durch einen Eintritlsspalt 11 einer scheibenförmigen Spaltblendenanordnung 31» und eine Streustrahlenblende 18 auf einen Spiegel 12, der das rellektierte Bündel 23 auf ein Gitter 14 wirft. Die vom Gitter rellektierte Strahlung wird vom Spiegel 12 reflektiert und gelangt durch eine Blende 20 i"ul einen Austrittsspalt 13 in der scheibenförmigen Spaltblendenanordnung 30 zu einer strahlungsempfiiHllicheii Vorrichtung 16. Das System weist zwei Symmetrien auf; die senkrecht auf der Oberfläche des Spiegels 12 stehenden Linien 27 und 28 halbieren nämlich den Winkel zwischen den Achsen der Stralilungsbüridel 22 und 23 bzw. 24 und 25. Das Güter 14 ist in der Achse 26 ties optischen Systems angeordnet.

Die aus einer ebenen Scheibe bestehende Spaltblcndena.iordnung 30 ist an einer koaxialen Welle 29 aus Messing befestigt, welche in tier Achse 26 des Monochromator angeordnet ist. Die die Eintritts-ιιικί Atislratsspalle bildenden Öffnungen sind in I·'i g. 3 dargestellt, sie enthalten eine Anzahl von paarweise zusammengehörigen Öffnungen Λ, Λ' bis (,. (I'.

Die Spallblendenanordining 30 bestellt aus einem Träger und einer auf diesen aufgebt achten stralilungsundurchlässigeii Schicht 34, in der die öffnungen vorgesehen sind. Der Träger ist mindestens im Bereich der Öffnungen strahluiigsdurchlässig. Hei der dargestellten Ausführuiig.sform besteht der Träger aus einer 2 mm dicken Scheibe aus Quarzglas optischer Qualität, und die Schicht 34 ist eine 0,025 mm dicke Aluminiumschichl, die die eine Seite des Trägers bedeckt.

Bei einer anderen niciit dargestellten Ausführungsform besteht der Träger 32 aus Kupfer, und die Schicht 34 besteht aus Nickel. Der Träger hat im Bereich der schlitzförmigen Durchbrechungen dcf Niekelseliiclit öffnungen und ist daher strahlungs-

durchlässig im Sinne dieses Wortes, wie es hier definiert ist.

Die spaltförmigen Durchbrechungen können in der Schicht 34 entweder durch ein Photoätzverfahren oder durch Ritzen, z. B. mittels eines Diamanten, hergestellt werden. Bei Verwendung eines Trägers aus Kupfer können die Öffnungen im Bereich der Spalte des Kupfers geätzt werden, nachdem die Spalte in der Nickelschicht gebildet worden sind. Die spaltförmigen Öffnungen jedes Paares müssen genau aufeinander abgestimmt sein, d. h., die spaltförmigen Öffnungen müssen zueinander parallel sein oder bei gekrümmten Spalten der dargestellten Art längs desselben Kreises und in genau gleichem Absland voneinander in bezug auf die Eintrittsstelle und die Austrittssteile des Monochromator verlaufen.

Bei einem typischen Monochromator mit scheibenförmiger Spaltblendenanordnuiig liegen die Mitten aller Spalte A, A' bis C, G' auf demselben Kreis, dessen Durchmesser rf 6,78 cm mit'einer Toleranz von ±0,0025 mm betrug. Die Spalte sind, gemessen längs einer Sehne c des betreffenden Kreisabschnittes alle" 10,0 mm ± 0,125 mm lang.

Jedes Spaltpaar unterscheidet sich in der Breite der spaltförmigen Öffnungen von allen anderen Spaltpaaren, um die Spaltb'eite einstellen zu können. Zusätzlich wird die Stabilität des Monochromator dadurch verbessert, daß sich die Brcite.i der Spalte jedes Paares unterscheiden.

In der folgenden Tabelle sind bevorzugte Spaltbreiten für die verschiedenen Paare aufgeführt:

Spaltbreiten (jim)

35

l'jnlritlsspall	Breite	Alistrittsspalt	llrcilc
A	10 ± 2	A'	15 r 2,5
B	20 + 2,5	B'	30 -I- 4
C	40 ± 4	C	60 -H 6
D	80 ± 8	W	120 :t 12
E	160 f- H)	E'	200 I- 20
F	320 + 15	F'	400 -t 40
G	2000 + 50	G'	2000 + 50

40

Bei Befestigen der scheibenförmigen Spaltblendenanordnung 3(1 auf der Welle 29 muß darauf geachtet werden, daß Jic spaltförmigen öffnungen genau konzentrisch zur Achse der Welle liegen. Dies kann dadurch erreicht werden, dalj man zwischen der scheibenförmigen Anordnung 31) und der Welle 29 ein Spiel von etwa 0,125 mm vorsieht und die Scheibe An der Welle mittels eines langsam härtenden Klebers befestigt. Line etwa erforderliche Justierung wird ilatin vor dnn Aushärten lies Klebers durchgeführt.

Im Betrieb des Spektralapparates werden die spaltförmigen öffnungen eines Paares, z. ti. die öffnungen C, (." an der Eintrittsstelle Il bzw. Austriltsstellc 13 des Monochromator angeordnet. Wenn eine Änderung der Spaltbreite erforderlich ist, wird einfach die Welle 29 gedreht, so daß dann schmalere βο «ulcr breitere Spalte, z. U die Spalte A, A' oder F, /·" zur Eintritts- und Auslritttsstellc gelangen.

Bei dem beschriebenen Atisführungsbeispicl bestand (lic Spaltiilnndcna l'.Jrtlnung aus einer drehbaren Scheibe, stattdessen können jedoch auch andere Formen verwendet werden, /. B. eine in Längsrichtung verschiebbare rechteckige Platte.

Wenn die eine spaltförmige Durchbrechung eines Paares, wie erwähnt, breiter als die andere Durchbrechung dieses Paares ist, wird die breilere Durch brechung vorzugsweise als Austrittsspalt verwende!.

Die spakformigen öffnungen können mit gleichem mittlerem Krümmungsradius kreisbogenförmig gekrümmt sein Ausführungsformen mit kreishiigcnförmig gekrümmten spaltförmigen öffnungen eignen sich besonders für Monochromatoren nach P.bert und Czerny-Turner zur Verringerung des Astigmatismus.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Spaltblendenanordiiung IV einen Spektralapparat mit einem an einer Stra^T;lungseintriitsstelle angeordneten Eintrittsspalt, einem an einer Strahlungsaustrittsstelle angeordneten Ai.strittsspalt und einem sich von der Strahlungseintrittsstelle zur Strahlungsaustrittsstelle erstreckenden ebenen Bauteil, dadurch gekennzeichnet, daß sich das ebene Bauteil (30) über d'e Eintrittsstelle CIl) und die Austrittsstelle (13) hinaus erstreckt und eine Anzahl von paarweise zusammengehörigen spaltförmigen Durchbrechungen (A, A'... C, C) aufweist, wobei der Abstand der Durchbrechungen jedes Paares gleich dem Abstand zwischen Eintritts- und Austriltsslelle (11 bzw. 13) ist und die Durchbrechungen sich von Paar zu Paar in ihren Breiten unterscheiden. und daß das ebene Bauteil (30) derart beweglich gelagert ist, daß die spaltförmigen Durchbicchungen jedes gewünschten Paares als Eintritts- Iw.. Austrittsspalt an die Eintritts- bzw. Austrittsslelle gebracht werden können.

2. Spaltblendenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden spaltförmigen öffnungen (z. B. A, A') mindestens eines Paares verschiedene Breiten haben.

3. Spaltblcndenanordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ebene Bauteil (30) die Form einer Scheibe hat und dal! die spaltförmigen öffnungen (/1, A' ...G, G) in gleichen Abständen von der Achse der Scheibe angeordnet sind.

I. Spaltblendenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die spaltförmi»en Öffnungen jedes Paares (/1, A' ...G, G') bezi'mlich der Achse der Sc'heibc um 180° gegeneinander versetzt sind.

5. Spaltblendenanordnung nach Anspiuch ?■ oder t, dadurch gekennzeichnet, daß die spaltförmigen Öffnungen (,-I, A'... G, G') durch bezüglich der Achse konzentrische Kreisbögen begrenzt sind.

(>. Spaltblendenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ebene Bauteil (30) aus einem Träger (32) aus strahlungsdurchlässigcm Material und einer auf dem Träger angeordneten Schicht (34), die aus strahlungsundurchlässigem Material besteht und von den spaltförmigen öffnungen (A, A'... G, G') durchsetzt ist, besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen