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Optisches System für Spektralapparate mit fester Ablenkung Die Erfindung
betrifft ein optisches System für Spektralapparate mit fester Ablenkung, das einen
Spiegel und eine Anzahl von Prismen von gleichem Keilwinkel und gleichem Brechungsvermögen
enthält, welche Glieder mit ihren wirksamen Flächen zu ein und derselben Grundfläche
senkrecht sind und zu gleichsinniger Drehung parallel zu jener Grundfläche miteinander
so gekuppelt sind, daß die Ablenkung des Achsenstrahis stets ein Minimum ist.
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Es ist ein optisches System dieser Art bekannt, das drei Glasprismen
von gleichem Brechungsvermögen enthält, von denen zwei gleiche Keilwinkel haben,
während das dritte eine innere Spiegelfläche aufweist. Dieser bekannte Prismensatz,
bei dem der austretende und der eintretende Achsenstrahl einen Winkel von go0 miteinander
einschließen, ist zur Herstellung von Prismen aus doppelbrechendem Material nicht
zu verwenden, weil ein Prisma mit einer inneren Reflexion nicht frei von Doppelbrechung
gemacht werden kann.
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Ein anderes bekanntes optisches System dieser Art enthält sieben
Prismen und einen Spiegel, der das hinterste Glied des Systems bildet und den Achsenstrahl
senkrecht zu seiner Richtung beim Eintritt in das System entläßt. Bei diesem bekannten
System sind die Prismen und der Spiegel zu verhältnismäßig verwickelten Bewegungen
miteinander gekuppelt, so daß die für den erforderlichen Strahlenvlerlauf erforderliche
Genauigkeit nur sehr schwier zu erreichen ist.
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Nach der Erfindung lassen sich diese Nachteile bei einem optischen
System der eingangs genannten Gattung vermeiden, wenn das optische System so ausgebildet
wird, daß es vier um Drehachsen von unveränderlicher
gegenseitiger
Lage drehbare Glieder-entllält, und zwar einen Spiegel, der das eine der beiden
mittleren Glieder bildet, und drei Prismen, die das vordere, das hintere und das
andere mittlere Glied bilden, und wenn die Isupplung zwischen diesen vier Gliedern
eine solche ist, daß sich das vordere und das hintere Glied einerseits und die beiden
mittleren Glieder anderseits um gleiche Beträge derart drehen, daß einem Drehwinkel
des vorderen und des hinteren Gliedes der dreifache Drehwinkel der beiden mittleren
Glieder entspricht, und wenn ferner das vordere und das hintere Glied eine gemeinsame
Drehachse haben, so daß diese beiden Glieder auf einem gemeinsamen Träger angeordnet
sein können.
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Ein optisches System dieser Art, bei dem entweder das zweite oder
das dritte Glied als Spiegel ausgebildet sein kann, läßt sich sowohl für Quarzprismen
als auch für Glasprismen verwenden. Es bietet die Möglichkeit für den austretenden
und den eintretenden Achsenstrahl Parallelität herzustellen, was bei großen Breunweiten
der Linsen des Spektralapparates den Vorteil hat, daß sich nur geringe seitliche
bemessungen des Apparates ergeben.
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Empfehlenswert ist es, die Anordnung so zu treffen, daß die Drehachse
des mittleren Prismas zwischen diesem Prisma und dem ihm benachbarten vorderen bzw.
hinteren Prisma liegt, und zwar so, daß sie die Halbierende des Winkels, von dessen
beiden Schenkel jeder durch den Achsenstrahl für eine der beiden Grenzstellungen
der Prismen gebildet wird, schneidet und daß ihr Abstand von dem Scheitel dieses
Winlçels halb so groß ist wie ihr Abstand von der zur gemeinsamen Grundfläche der
Prismen senkrechten Ebene durch die beiden Punkte, in denen die Schenkel jenes Winkels
die vom vorderen bzxv. hinteren Prisma benachbarte Strahlendurchtrittsfläche des
mittleren Prismas in der einen bzw. anderen Grenzstellung dieses Prismas treffen.
In diesem Falle kann man für den Lichtquerschnitt besonderes günstige Verhältnasse
erhalten. wenn die Durchstoßpunkte der gemeinsamen Drehachse des vorderen und des
hinteren Prismas. der Drehachse des mittleren Prismas und der Drehachse des Spiegels
mit der gemeinsamen Grundfläche der Prismen ein Dreieck bestimmen, von dem die drei
Seiten. die durch die beiden erstgenannten bzw. die beiden letztgenannten Drehachsen
bzw. die erstgenannte und die letztgenannte Drehachse bestimmt werden, sich ungefähr
wie i : 2 3 verhalten.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines der Erfindungs
gemäß ausgebildeten optischen Systems in einer Grundrißansicht dargestellt.
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Das optische System enthält drei Prismen a, b und c aus Quarz, deren
Querschnitte gleichseitige Dreiecke von gleicher Seitenlänge sind. Die Prismen liegen
mit ihren Hauptschnitten der Zeichenebene parallel. Die beiden Prismen a und b sind
auf einem Träger d so befestigt,. daß entsprechende Flächen einander parallel sind.
Der Träger d ist auf einer Grundplatte c um eine Achse X-X drehbar gelagert, die
zum Hauptschnitt der Prismen senkrecht ist. Das Prisma c ist auf einem Tragkörper
f befestigt, der auf der Grundplatte c um eine Achse Y-Y drehbar gelagert ist, die
der Achse X-X parallel ist. An dem Tragkörper f sind zwei Scheiben f1 und f2 befestigt,
von denen die eine, f1, mittels eines Stahlbandes g mit einer Scheibe h von gleichen
Durchmesser gekuppelt ist, die auf der Grundplatte e um eine den Achsen X-X und
Y-Y parallele Achse Z-Z drehbar gelagert ist, während die andere, i22 mittels eines
Stahlbandes i mit einer an dem Träger d befestigten Scheibe d1 gekuppelt ist, die
den dreifachen Durchmesser hat wie die Scheibe 2.
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Die Scheibe lt ist mit einer Halteplatte h1 fest verbunden, die einen
Spiegelt trägt, dessen spiegelnde Fläche der Achse Z-Z parallel ist.
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Die Scheibe h kann mittels einer Kurbel h2 gedreht werden. Infolge
der getroffenen Anordnung hat jede Drehung der Scheibe lt eine gleich große Drehung
des Spiegels k um die Achse Z-Z, eine gleich große Drehung des Tragkörpers j mit
dem Prisma c um die Achse Y-Y und eine Drehung des Trägers d mit den Prismen a und
b um die Achse X-X um den dritten Teil zur Folge.
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Die Prismen a, b und c und der Spiegel k nehmen in der Zeichnung
ihre eine Grenziage ein, die einer bestimmten Wellenlänge entspricht. Dabei haben
diese Glieder eine gegenseitige Lage, die bedingt, daß der Achsenstrahl in dem optischen
System einen solchen Verlauf nimmt. daß der Teil des Achsenstrahls vor dem Eintritt
in das Prisma dem Teil nach dem Austritt aus dem Prisma Er parallel ist. In der
zweiten Grenzlage nahmen die Prismen und der Spiegel die in punktierten Linien angedentete
Stellung a' bzw. b' bzw. c' bzw. k' ein. Zwischen den Prismen a und c nimmt der
Achsenstrahl in den beiden Grenzlagen der Prismen zwei verschiedene, gegeneinander
geneigte Lagen 5a< sc und « s', se ein. die sich in A schneiden. Der Abstand
der Drehachse Y-Y von A ist halb so groß wie ihr Abstand von sc, sc'. Die gegenseitige
Lage der Drehachsen X-X, Y-Y und Z-Z ist eine solche. daß sich die abstände der
Achse X-X von der Achse Y-Y' der Achse Y-Y ron der Achse Z-Z und der Achse X-X von
der Achse Z-Z zueinander ungefähr verhalten wie t :2 :3.