DE2515225A1

DE2515225A1 - Betaetigungseinrichtung fuer beugungsgitter

Info

Publication number: DE2515225A1
Application number: DE19752515225
Authority: DE
Inventors: Rostislav Dipl Ing Sovicka
Original assignee: Czech Academy of Sciences CAS
Current assignee: Czech Academy of Sciences CAS
Priority date: 1974-04-09
Filing date: 1975-04-08
Publication date: 1975-10-30
Also published as: US4003657A; CS170987B1

Description

Betätigungseinrichtung für Beugungsgitter

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Betätigen bzw. Drehen eines Beugungsgitters im Bereich der Abtastwinkel, auf das in einem Spektralgerät ein Lichtstrahlenbündel unter einem großen, nahe 6o° liegenden Winkel f-illt.

Derzeit verwendete Sinus- und Kosekans-Betätigungseinrichtungen, die für übliche Arten von Beugungsgittern geeignet sind, d. h. für Gitter, die bei kleinem Einfallswinkel des Lichtstrahlenbündels verwendet werden, sind für Gitter, die bei großen Einfallswinkeln des Bündels arbeiten, aus kinematischen Gründen nicht verwendbar. Bei einer Sinus-Betätigungseinrichtung gleitet ein Arm, der mit einem Ende an einem Drehtisch befestigt ist,

232-(8617-Z 3692)-HdSl

50984A/0960

auf dem das Beugungsgitter gelagert ist, mittels eines kugelförmigen oder zylindrischen, am anderen Ende des Armes befestigten Daumens entlang einer geraden Leiste, die an einem geradlinig beweglichen Element senkrecht zu dessen Bewegung befestigt ist. Das Element kann z. B. eine Mutter auf einer Bewegungsschraube sein. Die gerade Leiste ist dabei an der Mutter senkrecht zu deren Längsachse befestigt. Die Bewegungsschraube ist derart angeordnet, daß ihre Achse nicht"in Richtung gegen die Mitte des Drehtisches gerichtet und auch nicht zur Richtung der auf das Beugungsgitter auffallenden Lichtstrahlen parallel ist. Diese Einrichtung bietet eine über der Wellenlänge λ lineare Spektralverteilung.

Bei der Kosekans-Betätigungseinrichtung ist der Arm, der mit einem Ende an einem Drehtisch befestigt ist, auf dem das Beugungsgitter gelagert ist, am anderen Ende mit einer ebenen Leiste versehen, deren Ebene gegen die Mitte der Drehbewegung des Drehtisches gerichtet ist. Mittels der Leiste stützt sich der Arm gegen einen kugelförmigen oder zylindrischen Daumen, der an einem Element befestigt ist, das sich entlang einer gleichfalls gegen die Mitte der Drehbewegung des Tisches gerichteten Geraden parallel zu den auf das Beugungsgitter auffallenden Lichtstrahlen bewegt. Dieses Element kann z. B. eine durch eine Schraube betätigte Mutter sein. Der Daumen ist dann auf der Längsachse der Mutter befestigt. Eine derartige Einrichtung gibt eine ü,
verteilung.

gibt eine über der Wellenzahl (cm" ) lineare Spektral-

Pür sogenannte Echelle-Gitter werden diese Einrichtungen derzeit durch verschiedenartige Betätigungseinrichtungen ersetzt, die jedoch den Nachteil haben, daß

509844/0960

sie kein (weder über der Wellenzahl noch über der Wellenlänge) linear verteiltes Spektrum hinter dem Austrittsspalt des Spektralgerätes bewirken.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Betätigungseinrichtung zu schaffen, die die Anwendung der Echelle-Gitter bei derzeit gefertigten Spektralgeräten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung für eine Drehbewegung des "Echelle"-Gitters erfüllt. Die Einrichtung besitzt einen Drehtisch mit dem Beugungsgitter. Der Drehtisch ist mit einem Arm verbunden, der durch einen Daumen betätigt wird, der auf einer Mutter auf einer Bewegungsschraube befestigt ist, deren Achse zum auf das Beugungsgitter auffallenden Lichtstrahlenbündel parallel ist und auch außerhalb der Mitte des Drehtisches liegt. Außerdem sind sowohl der Drehtisch bzw. sein Arm als auch die Mutter bzw. der Daumen mit Elementen verbunden, z. B. mit Saiten mit Gewichten, die eine gleichförmige Kraft ausüben, jedoch jeweils in Richtung gegen die Mutter oder den Daumen.

Dadurch wird ein über der Wellenzahl fern"" ) linear verteiltes Spektrum hinter dem Austrittsspalt des Spektralgerätes erzielt, und zwar mit einem Beugungsgitter, das in verschiedenen Spektralgeräten bei großem Gitter-Einfallswinkel des Lichtstrahlenbündels arbeitet. Es handelt sich hier vor allem um ein Echelle-Gitter.

Die kinematische Anordnung der Elemente der Betätigungseinrichtung bestimmt genau jede augenblickliche Lage jedes ihrer Elemente und sichert so eine vollkommene Starrheit der ganzen Einrichtung und so auch die Reproduzierbarkeit

509844/0960

der Messungen. Außerdem ist die gegenseitige Anordnung der einzelnen Elemente so gewählt, daß sie beim Drehen des Beugungsgitters, das mit einem großen Einfallswinkel des Lichtstrahlenbündels arbeitet (etwa 60°), eine über der Wellenzahl (cm" ) lineare Verteilung des erhaltenen Spektrums hinter dem Austrittsspalt des Spektralgerätes im ganzen Abtastbereich erzielt.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung ist in der aus einer einzigen Figur bestehenden Zeichnung dargestellt.

Die Einrichtung zum Betätigen eines Beugungsgitters besteht aus einem Drehtisch 1, in dessen Mitte ein Beugungsgitter 3 steht, auf das ein Lichtstrahlenbündel 2 unter einem großen Winkel φ , zum Beispiel 60°, fällt. Die Gravier- bzw. Ritzebene des Beugungsgitters 3 geht durch die Drehachse des Drehtisches 1, an dem ein Betätigungsarm 4 befestigt ist, der sich mit seinem freien Ende gegen einen Daumen 6 stützt, der kugelförmig oder zylindrisch ist. Der Daumen β ist mit einer Mutter 5 fest verbunden, die geradlinig und gleichförmig entlang einer Bewegungsschraube 7 verstellt wird. Die Achse der Bewegungsschraube 7 ist parallel zur Achse des Lichstrahlenbündels 2, das auf das Beugungsgitter 3 auffällt. Eine zweite Bedingung ist, daß die Achse der Bewegungsschraube 7 nicht gegen die Drehachse des Drehtisches 1 gerichtet ist. Um ein Spiel der Betätigungselemente zu vermeiden, werden der Drehtisch 1 und dadurch auch sein Betätigungsarm mit dem Daumen 6 mittels einer Saite 8, die am Drehtisch befestigt ist und durch ein Gewicht 11 über Rollen 9 und gespannt wird, in Anlage gehalten. Ähnlich wird ein Spiel

5 09844/0960

zwischen der Mutter 5 und der Bewegungsschraube 7 mittels einer Saite 12, die an der Mutter 5 befestigt ist und durch ein Gewicht 15 über Rollen 1;5 und 14 gespannt wird, vermieden. Das Verdrehen des Drehtisches 1 mit dem Beugungsgitter 3 wird im Bereich des Abtastwinkels 3t so ausgeführt, daß während eines gleichförmigen Drehens der Bewegungsschraube 7 das durch das Beugungsgitter 3 erzeugte Spektrum fortlaufend in den Austrittsspalt des Spektralgerätes nach Wellenzahlen Om" ) zerlegt eintritt. Die gegenseitige Anordnung der Elemente zum Betätigen des Beugungsgitters 3 ist so getroffen, daß das Verhältnis zwischen einer Änderung der Wellenzahl im Austrittsspalt des Spektralgerätes und einer Änderung der Lage des Daumens 6 konstant bleibt.

Die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung für Beugungsgitter ist besonders für Spektralgerkte geeignet, die im Infrarotbereich mit Qualitäts-Beugungsgittern der Echelle-Bauart arbeiten, die auch bei hohen Spektralordnungen anwendbar sind, bei denen hinter dem Austrittsspalt des Spektralgerätes eine über der Wellenzahl lineare Spektralverteilung erzielt werden soll.

509844/0960

Claims

Ansprüche

\J Betätigungseinrichtung für Beugungsgitter, die einen Drehtisch mit dem Beugungsgitter und mit einem mittels eines Daumens an einer Mutter auf einer Bewegungsschraube betätigten Arm aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse der Bewegungsschraube (7) zum auf das Beugungsgitter (3) fallenden Lichtstrahlenbündel (2) parallel ist und sich außerhalb der Mitte des Drehtisches (1) befindet.
2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Drehtisch (1) bzw. sein Arm (4) als auch die Mutter ('5) bzw. der Daumen (6) mit Elementen verbunden sind, vorzugsweise Saiten (8, 12) und Gewichten (11, 15), die eine gleichmäßige Kraft ausüben, jedoch jeweils in Richtung gegen die Mutter (5) bzw. den Daumen (6).

5098A4/0960