DE2728112B2 - Gittermonochromator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gittermonochromator nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Übliche Beugungsgitter zerlegen einen Lichtstrahl in sein Spektrum, wobei sich eine sinusförmige Skalierung der Wellenlänge ergibt, die sich nach Umwandlung in analoge elektrische oder sonstige Größen schlecht beobachten und in elektronischen Rechengeräten schlecht verarbeiten läßt. Um das mit dem Beugungsgitter erzeugte Spektrum mit linearer Skalierung der Wellenlänge darstellen zu können, ist es bei heute üblichen Monochromatoren bekannt, dem Drehstuhl des Gitters mit einem komplizierten mechanischen Getriebe, beispielsweise einem Sinuslenker, eine sinusförmige Drehung zu erteilen. Die mechanischen Getriebe zur Erzeugung einer sinusförmigen pendelnden Schwenkbewegung des Beugungsgitters sind nicht nur kompliziert und aufwendig, sie sind auch zu ungenau und für viele Anwendungen zu langsam. Wird beispielsweise zur Erzeugung einer sinusförmigen Bewegung die Richtung der geradlinigen Bewegung des Schiebers des Sinuslenkers umgekehrt, können infolge von Abnutzung, Lagerspielen und anderen Einflüssen *5 Ungenauigkeiten entstehen, die eine einwandfreie Wiederholbarkeit einer Messung in Frage stellen. Weiterhin ist die Zeit für eine Schwenkbewegung, d. h. für einen Beobachtungstakt, verhältnismäßig lang, so daß sich die bekannten Monochromatoren für manche so Anwendungsfälle nicht einsetzen lassen.

Bei einem aus der FR-PS 13 94 260 bekannten Monochromator nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs ist vorgesehen, daß zur Koppelung des Beugungsgitters mit dem Sinusgeber die Drehbewegung der dieses antreibenden Weile auf mechanischem Wege in eine Translationsbewegung umgewandelt wird, um diese mit einem beispielsweise aus einem Differentialtransformator bestehenden Sinusgeber verbinden zu können. Die Umwandlung der Drehbewegung in eine translatorische Bewegung bedingt aber eine hin- und hergehende Schwenkbewegung des Beugungsgitters, die eine schnelle Abtastung eines Spektrums unmöglich macht

Auch bei dem in Fig. 1 der FR-PS 13 94 260 dargestellten Gittermonochromator mit nicht sinusförmigem Geber muß das das Beugungsgitter antreibende Schneckenrad offensichtlich eine hin- und hergehende Bewegung ausführen, um eine Schwenkbewegung des Beugungsgitters zu erzeugen, da bei einsinniger Drehung des Schneckenrades dieses mehrere Umdrehungen ausführen müßte, um das Beugungsgitter einmal zu drehen, was schnelle Drehungen des Beugungsgitters verhindern und zudem eine genaue Zuordnung des elektrischen Gebers zu der jeweiligen Winkelstellung des Beugungsgitters erschweren würde.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Gittermonochromator zu schaffen, der eine sehr schnelle Abtastung eines Spektrums ermöglicht

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst Bei dem erfindungsgemäßen Monochromator kann das Beugungsgitter mit hoher Geschwindigkeit umlaufen, wobei gleichzeitig ein der jeweiligen Winkelstellung entsprechendes sinusförmiges Signal mit hoher Genauigkeit erzeugt wird, das zur Darstellung des Spektrums mit linearer Skalierung der Wellenlängen verwendet werden kann. Das Beugungsgitter kann mit hoher Winkelgeschwindigkeit umlaufen, da keine hin- und hergehenden Teile vorhanden sind, die der Drehgeschwindigkeit Grenzen setzen könnten. Der erfindungsgemäße Gittermonochromator ermöglicht den Bau von ultraschnellen Geräten, die z. B. Spektren im UV-sichtbaren Bereich mit Wellenlängen von 200—700 nm in usec erzeugen und deren elektrische Weiterverarbeitung gestatten.

Zur Darstellung des Spektrums braucht nur ein kleiner Ausschnitt der Drehbewegung des Beugungsgitters verwendet zu werden.

Als Sinusgeber können in dem erfindungsgemäßen Gittermonochromator optische Einrichtungen Verwendung finden. Beispielsweise kann eine Blende einen Kreis überfahren, wobei eine Fotozelle entsprechend belichtet wird und einen sinusförmigen Strom abgibt Es können auch kreisförmige Potentiometer mit Sinuskennlinie Verwendung finden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Gittermonochromator mit einem Beugungsgitter, mit einer Antriebseinrichtung zur Drehung des Beugungsgitters mit gleichförmiger Geschwindigkeit, einem mit dem Beugungsgitter gekoppelten Sinusgeber zur Erzeugung eines dem Sinus der Winkelstellung des Beugungsgitters proprotionalen elektrischen Signals sowie einer Anzeigeeinrichtung zur Darstellung des Spektrums unter Ausnutzung ic des elektrischen Signals, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung zur kontinuierlichen gleichsinnigen Rotation des Beugungsgitters ausgebildet ist, daß der Sinusgeber als mit dem Beugungsgitter umlaufender Geber ausge- ^lä bildet ist und daß die Anzeigeeinrichtung zur Darstellung nur des für einen bestimmten Ausschnitt der Drehbewegung des Beugungsgitters erzeugten Spektrums ausgebildet ist

   21)