DE2944567A1

DE2944567A1 - Optisches system fuer spektralgeraete

Info

Publication number: DE2944567A1
Application number: DE19792944567
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Phys. Joachim DDR 6902 Jena Mohr
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1979-01-03
Filing date: 1979-11-05
Publication date: 1981-05-14
Also published as: DD141862B1; US4289401A; DD141862A1; SU1204965A1

Description

| NACHSERBOKT

Optisches System für Spektralgeräte 2 94 A 56

Die Erfindung betrifft ein optisches System für Spektralgeräte mit mindestens einer Lichteintrittsöffnung sowie zwei nebeneinander angeordneten Kollimatoren, mit einem dispergierenden Glied, einer Kameraoptik und mindestens einem in der meridionalen Fokalebene des optischen Sytems angeordneten Empfänger.

Die meisten der bekannten optischen Systeme mit Plangitter-Spiegel-Optik oder Linsen-Prismen-Optik haben nur eine Lichteintrittsöffnung und nur einen Kollimatorspiegel bzw. ein Kollimatorobjektiv. Dieser Kollimator erfaßt ein zusammenhängendes, von der Lichteintrittsöffnung ausgehendes Lichtstrahlenbündel und leitet es als parallelstrahliges Lichtbündel auf das als Gitter oder Prisma ausgebildetes dispergierende Glied. Der beispiesweise als Fotoplatte ausgebildete Flächenempfänger nimmt dann den gesamten Spektralbereich auf. Es sind auch bereits optische Systeme mit sogenannter gekreuzter Dispersion bekannt, bei denen verschiedene Spektralordnungen verwendet werden und bei denen ein zweites dispergierendes Glied diese Ordnungen in festgelegter Reihenfolge und mit vorgegebenem Abstand auf einem Empfänger übereinander abbildet. Diese optischen Systeme sind durch zwei dispergierende Glieder teuer und Aufwendig. Spektrallinien werden zum Rand eines Spektrenabschnitts zunehmend unschärfer abgebildet, wenn, wie im allgemeinen üblich, die Mitte der meridionalen Fokalebene komakorrigiert ist. Schließlich ist ein Mehrkanal-Untersuchungsgerät für die Flüssigkeit schromatographie bekannt, bei dem Probenbestandteile mit mehreren Lichtstrahlenbündeln gleicher Wellenlänge spektral untersucht werden. Das vorhandene Dispersionsgitter wird während der Aufnahme gedreht.

Durch die Erfindung soll erreicht werden, daß insbesondere bei Czerny-Turner-Spektrographen ohne Beeinträchtigung der Lichtstärke trotz kurzer Brennweite und breiten Arbeitsbereichs (erfaßter Spektralbereich je Analyse) die Spektrallinienauf-

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lösung bis zum Rand eines Spektrenabschnittes ausreichend ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, das optische System für Spektralgeräte durch eine entsprechende Kollimatoranordnung so auszubilden, daß die gewünschte Spektrallinienauflösung bis zum Rand eines Spektrenabschnitts erreicht wird. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Kollimatoren in Dispersionsrichtung des dispergierenden Gliedes nebeneinander liegen und rechtwinklig zur Dispersionsrichtung gegeneinander geneigt sind. Dadurch wird der breite Spektralbereich bei gleicher Dispersion je Analyse in zwei oder mehrere Spektrenabschnitte aufgeteilt und auf einem Flächenerapfanger, z. B. einer Fotoplatte, übereinander oder auf mehreren verschiedenen Stellen angeordneten Empfängern abgebildet. Anstatt durch eine Lichteintrittsöffnung können die zu den einzelnen Kollimatoren gelangenden Lichtstrahlenbündel jedes für sich durch eine Lichteintrittsöffnung in das optische System eintreten. Durch die Erfindung wird nicht nur die Komakorrektur verbessert, sondern auch der Astigmatismus verringert, weil der Abstand der saggitalen zur meridionalen Pokalebene vor allem an den Rändern der Spektrenabschnitte verringert wird. Das wirkt sich besonders günstig bei Stufenfilteraufnahmen bzw. bei Aufnahmen mit rotierender Sektorscheibe aus. Die zu den einzelnen Kollimatoren gelangende Strahlung, kann mit verschiedenen Absorptionsfiltern zur Unterdrückung unerwünschter Spektralordnungcn gefiltert werden. Damit ist es auch möglich, in den einzelnen Spektralabschnitten verschiedene Spektralordnungen atfeuzeichnenο Die unterschiedliche Neigung der Kollimatoren zum Gitter bzw. Kameraspiegel vermeidet Mehrfachreflexionen und damit Störspektren in den einzelnen Spektrenabschnitten. Durch die Erfindung wird auch die Breite der Kameraoptik und des Flächenempfängers sowie deren Halterungen und Führungen verringert. Das ermöglicht stabilere Baugruppen und eine Vereinfachung der Herstellungstechnologie. Schließlich kann durch die Zuordnung von Zylinderlinsen zu den Kollimatoren die

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Astigmatismuskorrplitur verbessert oder vorgenommen v;erden.

T^Tachfolgend wird die Erfindung an Hand der nchematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 ein optisches System in Draufsicht, Pig. 2 das optische System in Ansicht und Pig. 3 die Spektrallinienprofile zweier Spektrenabschnitte.

In Pig. 1 und 2 sind einer als Spalt 1 ausgebildeten Lichteintrittsöffnung zwei Kollimatorspiegel 2 und 3 nachgeordnet, die gegeneinander um geringe Winkel geneigt sind und mit der Dispersionsebene E-E vom rechten V/inkel abweichende Winkel einschließen. Ein Gitter 4 dient der Dispersion zweier durch ihre Llittenstrahlen 5 } 6 dargestellter Lichtstrahlenbündel, die durch den Spalt 1 zu den Kollimatorspiegeln 2 j 3 gelangen, von diesen parallel gerichtet und auf verschiedene Stellen des Gitters 4 gerichtet werden. Das Gitter 4 zerlegt die Lichtstrahlenbündel nach Wellenlängen und reflektiert sie zu einem Kameraspiegel 7» der sie zu einem Plächenempfänger 8 umlenkt und an verschiedenen Stellen des Plächenempfängers 8 fokussiert„ Der Kameraspiegel 7 bildet die in unterschiedlichen Höhen auftreffenden Strahlenbündel verschiedener Wellenlängenbereiche als zv/ei sich aneinander anschließende Spektrenabschnitte a und b (Pig. 3) auf dem Plächenempfänger 8 übereinander ab.

Durch die Wahl der Krümmung der Kollimatorspiegel 2 ; 3 und der Winkel sC ; φ ' kann man die Lage der besten Komakorrektur in den beiden Spektrenabschnitten bestimmen. Ebenso beschränkt sich die Erfindung nicht auf die Verwendung von zwei Kollimatorspiegeln. Danach richtet sich auch die Anzahl der auf dem Plächenempfänger übereinander zur Abbildung gelangenden Spektrenabschnitte .

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Claims

NACHQEREIOHT Patentansprüche: *>n/ / c ω η ΔΌHHOD /

1. Optisches System für Spektralgeräte mit mindestens einer Lichteintrittsöffnung, zwei nebeneinander angeordneten Kollimatoren, mit einem dispergierenden Glied, einer Kameraoptik und mindestens einem in der meridionalen Pokalebene des optischen Systems angeordneten Empfänger, gekennzeichnet dadurch, daß die Kollimatoren in Dispersionsrichtung des dispergierenden Gliedes nebeneinander liegen und rechtwinklig zur Dispersionseinrichtung gegeneinander geneigt sind.

2. Optisches System nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß jedem Kollimator ein Absorptionsfilter zugeordnet ist.

3· Optisches System nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen der Lichteintrittsöffnung und jedem Kollimator eine Zylinderlinse vorgesehen ist.

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