DE521487C

DE521487C - Double monochromator

Info

Publication number: DE521487C
Application number: DEM113185D
Authority: DE
Original assignee: CARL MUELLER DR
Current assignee: CARL MUELLER DR
Priority date: 1929-12-18
Filing date: 1929-12-18
Publication date: 1931-11-26

Description

Doppelmonochromator Die vorliegende Erfindung betrifft einen preiswert insbesondere mit Kristalloptik herzustellenden und einfach zu bedienenden Spektralapparat mit doppelter Zerlegung. Sein Konstruktionsprinzip ist dadurch gekennzeichnet, daß die zu zerlegende Strahlung zur Beseitigung von Streustrahlung nacheinander zwei Spektralapparaten mit chromatischen Linsen und Autokollimation zugeführt wird, welche annähernd in einer Richtung liegen und hinsichtlich der Wellenlänge durch ein Einzeltriebwerk gleichzeitig auf die erforderliche Linsenbrennweite und Prismenminimumlage eingestellt werden.Double monochromator The present invention relates to an inexpensive one in particular with crystal optics to be produced and easy to use spectral apparatus with double decomposition. Its construction principle is characterized in that the radiation to be broken down to remove scattered radiation, two in succession Spectral apparatus with chromatic lenses and autocollimation is fed, which approximately in one direction and in terms of wavelength by a single engine simultaneously adjusted to the required lens focal length and prism minimum position will.

Den mit Autokollimation arbeitenden einfachen Halbprismenspektralapparaturen haftet bekanntlich gegenüber den Spektralapparaturen mit Durchsicht der Nachteil an, daß sich ihrem in der Nähe des Kollimatorspalts ausgebildeten Spektrum, zumal bei lichtstärkeren Konstruktionen, erhebliche falsche Strahlung überlagert, welche auf Reflexionen an den Linsenflächen zurückzuführen ist. Durch die erfindungsgemäße Hintereinanderschaltung zweier Autokollimationsapparaturen wird diese Streustrahlung, insoweit sie falschen Wellenlängen angehört, weitgehend ausgeschaltet. Denn von einer durch den Zwischenspalt mit hindurchgehenden falschen Strahlung im Betrage von i/a der ordnungsgemäßen Strahlung wird im zweiten Autokollimationsapparat nur der Gesamtbruchteil i,la' fälschend in den definitiven Spektralbezirk (Endspalt) mit hineinreflektiert werden.The simple half-prism spectral apparatus working with autocollimation is known to have the disadvantage compared to spectral apparatus with inspection indicate that their spectrum formed in the vicinity of the collimator gap, especially in the case of more luminous constructions, considerable false radiation is superimposed on which is due to reflections on the lens surfaces. By the invention Series connection of two autocollimation apparatuses is this scattered radiation, insofar as it belongs to the wrong wavelengths, largely switched off. Because from an amount of false radiation passing through the gap of i / a of proper radiation is in the second autocollimation apparatus only the total fraction i, la 'falsely into the definitive spectral region (end slit) to be reflected into.

Die erfindungsgemäße Kombination zweier geeignet gegeneinandergestellten Autokollimationsapparate bietet außerdem, wie an den folgenden Ausführungsbeispielen deutlich werden wird, neben der Ersparnis an optischem Material besonders einfache konstruktive Möglichkeiten zur Strahlenführung und Einstellungskupplung.The inventive combination of two suitably juxtaposed Autocollimation apparatus also offers, as in the following exemplary embodiments becomes clear, in addition to the savings in optical material, particularly simple ones constructive options for beam guidance and adjustment coupling.

Ein besonders übersichtliches Ausführungsbeispiel ist in schematischer perspektivischer Ansicht in Fig. i der Zeichnung dargestellt.A particularly clear exemplary embodiment is shown schematically perspective view shown in Fig. i of the drawing.

Auf einem Führungsunterbau i ist in der Mitte ein Spaltgehäuse 2 mit drei übereinanderliegenden Spaltöffnungen 3, 4, 5 Justierbar montiert. An den Enden des Unterbaus sitzen zwei Führungsschlitten 6 und 7, die durch eine durchgehende Spindel F mit Rechtsgewinde 9 bzw. Linksgewinde io mittels der Trommel i i gleichzeitig in ihren Abstand vom Spaltsystem 3, 4, 5 verändert werden können. jeder der beiden Schlitten 6 und 7 trägt ein verspiegeltes drehbares Halbprisma 12 bzw. 13, z. B. ein Quarzprisma in üblicher Achsenlage geschnitten, ferner eine chromatisch nicht korrigierte Kollimatorlinse 14 bzw. 15, z. B. eine sphärisch retuschierte Quarzlinse oder ein entsprechendes Linsensystem. Mittels der üblichen Wellenlängentrommel i i können durch Spindeldrehung und Schlittenverschiebung die Linsen 14 und 15 gleichzeitig für eine bestimmte Wellenlänge auf den erforderlichen Brennweitenabstand von den Spalten 3, 4., 5 gebracht werden. Durch die mit den Prismendrehtischen verbundenen Hebel 16 und 17, welche an feststehenden Stiften iS und i9 des Unterbaus i durch Federzüge 2o, 2 i anliegen und an ihnen vorbeigleiten, werden bei dieser Schlittenbewegung gleichzeitig mit der Wellenlängeneinstellung die Prismen auf die Minimumeinstellung für die betreffende Wellenlänge automatisch eingestellt.On a guide substructure i, a gap housing 2 with three gap openings 3, 4, 5, one above the other, is adjustably mounted in the middle. At the ends of the substructure sit two guide carriages 6 and 7, which can be simultaneously changed in their distance from the gap system 3, 4, 5 by means of a continuous spindle F with right-hand thread 9 or left-hand thread io by means of the drum ii. each of the two carriages 6 and 7 carries a mirrored rotatable half-prism 12 and 13, for. B. cut a quartz prism in the usual axis position, also a chromatically uncorrected collimator lens 14 or 15, z. B. a spherically retouched quartz lens or a corresponding lens system. By means of the usual wavelength drum ii, the lenses 14 and 15 can be simultaneously brought to the required focal length distance from the columns 3, 4, 5 for a specific wavelength by rotating the spindle and shifting the slide. By means of the levers 16 and 17 connected to the prism turntables, which rest against the fixed pins iS and i9 of the substructure i by means of spring balances 2o, 2 i and slide past them, the prisms are set to the minimum setting for the wavelength in question during this slide movement at the same time as the wavelength setting set automatically.

Die optischen Achsen der beiden Linsen 14, 15 liegen zu der Schlittenführung parallel, sind aber gegeneinander etwas in der Höhe versetzt, nämlich derart, daß die optische Achse der Linse 14 zwischen dem Kollimatorspalt 3 und dem Zwischenspalt ¢ hindurchgeht, hingegen die optische Achse der Linse 15 zwischen dem Mittelspalt 4 und dem Okularspalt 5. Vermöge dieser Anordnung entwirft ein Lichtbündel, welches von rechts her mittels des total reflektierenden Prismas 22 durch den Kollimatorspalt 3 der Linse 14 und dem verspiegelten Halbprisma 12 zugeleitet wird, nach der dispensierenden Rückstrahlung ein horizontales erstes Spektrum, welches sich über den Zwischenspalt erstreckt. Das Farbbüschel, welches durch den Zwischenspalt 4 ausgegrenzt wird und nach der rechts liegenden Linse 15 und dem Halbprisma 13 hindurchtritt, erfährt dort eine weitere Reinigung von übergelagertem Streulicht bzw. Dispersion und wird schließlich quer über den Okularspalt 5 als zweites Spektrum entworfen. Das aus ihm durch 5 nach links hindurchgehende Spektralbüschel wird durch das Reflexionsprisma 23 quer herausgeführt. (Um die Einfalls- und Austrittsstrahlenrichtung bequem auch für vertikale Beleuchtung und, Beobachtung umstellen zu können, werden zweckmäßig die Prismen 22, 23 drehbar montiert). Der Aufbau und die Bedienung des beschriebenen Doppelmonochromators, bei dem gegenüber Vollprismenmonochromatoren nur die Hälfte an optischem Material benutzt wird, gleichwohl aber Prismen und Linsen unter einwandfreien optischen Bedingungen durchsetzt werden, ist hiernach übersichtlich und einfach.The optical axes of the two lenses 14, 15 lie in relation to the slide guide parallel, but are slightly offset in height from one another, namely in such a way that the optical axis of the lens 14 between the collimator gap 3 and the intermediate gap ¢ passes, however, the optical axis of the lens 15 between the central gap 4 and the eyepiece gap 5. By virtue of this arrangement, a light beam is created which from the right by means of the totally reflecting prism 22 through the collimator gap 3 of the lens 14 and the mirrored half prism 12 is fed, after the dispensing Reflection a horizontal first spectrum, which extends over the intermediate gap extends. The tuft of color, which is delimited by the intermediate gap 4 and passes to the lens 15 on the right and the half prism 13, learns there is a further cleaning of superimposed scattered light or dispersion and is finally designed across the eyepiece gap 5 as a second spectrum. The end it through 5 spectral bundles passing to the left is through the reflection prism 23 led out across. (Conveniently also around the direction of the rays of incidence and exit for vertical lighting and to be able to switch observation, become useful the prisms 22, 23 rotatably mounted). The structure and operation of the described Double monochromators, in which compared to full prism monochromators only half of optical material is used, but prisms and lenses are still flawless optical conditions are enforced, is clear and simple.

Das vorliegende Spektrometerprinzip läßt sich auch in anderer Weise ausführen. So kann man z. B. beiderseitig Prisma und Linse durch ein Prisma mit gekrümmten Flächen nach Art des Fery-Prismas ersetzen und die Minimumeinstellungen der Prismen z. B. unter Wegfall der zweiten Hebelführung kuppeln oder durch Scherengestänge besorgen lassen. Ferner können die optischen Teile auf beiden Seiten verschiedene Brennweiten und Bildweiten haben und unter Benutzung verschiedenartiger Vorschübe arbeiten. Auch lassen sich gegenläufige Zahntriebvorschübe benutzen, oder es können -die in Fig. i versetzten optischen Achsen bei entsprechender Prismendrehung zusammenfallen. Ferner lassen sich die Prismen nach Fig.3 so anordnen, daß in bezug auf die Zeichenebene die brechende Kante des linken Prismas 12 nach vorn zeigt, die brechende Kante des rechten Prismas 13 hingegen nach hinten.The present spectrometer principle can also be used in other ways carry out. So you can z. B. on both sides with prism and lens through a prism Replace curved surfaces like the Fery prism and the minimum settings the prisms z. B. couple with the elimination of the second lever guide or by scissor linkage get it. Furthermore, the optical parts can be different on both sides Have focal lengths and image lengths and using different types of feed work. Counter-rotating pinion feeds can also be used, or they can the optical axes offset in FIG. i coincide with a corresponding rotation of the prism. Furthermore, the prisms according to Figure 3 can be arranged so that with respect to the plane of the drawing the refracting edge of the left prism 12 points forward, the refracting edge of the right prism 13, however, to the rear.

Man kann auch die Spalte entsprechend der Spektrenlage schräg stellen und statt Übereinander auch nebeneinander gemäß Fig.2 anordnen oder sie in verschiedenen Ebenen gemäß der schematischen Fig.3 aufbauen. (Die Hilfsprismen 22, 23 sind in Fig. 3 nicht gezeichnet). Ferner kann es vorteilhaft sein, am Mittelspalt 4 in an sich bekannter Weise Linsen einzufügen, welche auch bei größeren Spaltöffnungen die Lichtbüschel zusammenhalten, oder man kann zwecks Umschaltbarkeit von verdoppelter Reinigung auf verdoppelte Dispersion dem Mittelspalt z. B. gemäß Fig.4 und 5 auswechselbare Spiegelprismen o. dgl. vorschalten, welche Seitenvertauschung der Spektren bewirken, oder endlich den Strahlengang zwischen Spalten und Prismen knicken.The column can also be tilted according to the position of the spectra and instead of one above the other also arrange them next to one another as shown in FIG Build levels according to the schematic Fig.3. (The auxiliary prisms 22, 23 are in Fig. 3 not drawn). Furthermore, it can be advantageous to at the central gap 4 in known way to insert lenses, which also with larger stomata hold the light bundles together, or you can switch from doubled Cleaning on doubled dispersion the middle gap z. B. according to Fig.4 and 5 interchangeable Upstream mirror prisms or the like, which cause the spectra to be reversed, or finally bend the beam path between slits and prisms.

Anordnungen ähnlich der Fig. 3 bieten in konstruktiver Hinsicht besonders bequeme Möglichkeiten, um sowohl am Ort des Zwischenspalts wie am Endspalt für spektrographische Aufnahmen Kameras auswechselbar einzuschieben. Auch bei den Anordnungen nach den Fig.i und 2 lassen sich die Spektren zwecks photographischer Aufnahmen usw. abfangen, nötigenfalls auch vor den Spalten durch spiegelnde Umlenkung.Arrangements similar to FIG. 3 are particularly advantageous in terms of construction convenient options for spectrographic Recordings, cameras can be inserted interchangeably. Even with the arrangements according to the Fig. 1 and 2 the spectra can be intercepted for the purpose of photographic recordings, etc. if necessary, also in front of the gaps through reflective deflection.

Fig. 6 zeigt schematisch eine Ausführungsform, bei der der Vorteil völliger Geradsichtigkeit zwischen eintretendem Beleuchtungsbüschel und austretendem Spektralbüschel dadurch erzielt ist, daß das Hilfsprisma 22 zwischen Kollimatorspalt 3 und Linse 14 (Fig. i) angeordnet ist. Zur genauen Abstimmung der optischen Wege kann man in üblicher Weise zwischen Linse 15 (Fig. i) und Endspalt 5 ein äquivalentes, nicht gezeichnetes Quarzstück einschalten.Fig. 6 shows schematically an embodiment in which the advantage complete straightness between entering and exiting light clusters Spectral tuft is achieved in that the auxiliary prism 22 between the collimator slit 3 and lens 14 (Fig. I) is arranged. For precise coordination of the optical paths you can in the usual way between lens 15 (Fig. i) and end gap 5 an equivalent, Switch on the quartz piece that is not shown.

Claims

PATE.NT CLAIM: i. Double monochromator with chromatically uncorrected Imaging systems, characterized in that two working with autocollimation Spectral apparatus (12, 14 and 15, 13) combined with a common intermediate gap (4) in this way are that from the first spectral apparatus (12,14) the gap between them (4) penetrating rays hit the second spectral apparatus (i5, 13) and the Wavelength adjustment for both spectral devices by means of a common drive, useful happens with minimum setting of the prisms, z. B. by two carrying the lenses Carriages (6 and 7), which are provided with a right and left-hand thread spindle (8) can be moved.

2. Double monochromator according to claim i, characterized in that that the collimator gap (3), the intermediate gap (4) and the end gap (5) in one Lie level.

3. Double monochromator according to claim i, characterized in that the three columns (3, 4, 5) are arranged in different levels and face each other Have photographic recording equipment changed.