DE861751C

DE861751C - Multi-prism spectral apparatus

Info

Publication number: DE861751C
Application number: DEF6734A
Authority: DE
Inventors: Otto Seitz
Original assignee: Fuess Vormals J G Greiner Jr &
Current assignee: Fuess Vormals J G Greiner Jr &
Priority date: 1951-07-14
Filing date: 1951-07-14
Publication date: 1953-01-05

Description

Mehrprismen-Spektralapparat Bei Mehrprismen-Spektralapparaten ist es zufolge der hohen Lineardispersion im allgemeinen nicht möglich, den gesamten Spektralbereich gleichzeitig zu erfassen. Es sind daher Einrichtungen notwendig, um beliebige Teilausschnitte des Spektrums nacheinander auf die photographische Platte oder in das Gesichtsfeld des Beobachters zu bringen. Dies geschieht vorteilhaft durch Drehung der Prismen. Ist die abbildende Optik des Instruments chromatisch, wie es etwa bei Quarzspektrographen die Regel ist, so ist eine gleichzeitige Veränderung der Fokussierung sowie weiterhin eine Veränderung des Winkels notwendig, den die Kassette mit der optischen Achse bildet.Multi-prism spectral apparatus With multi-prism spectral apparatus, As a result of the high linear dispersion, it is generally not possible to achieve the entire To capture the spectral range at the same time. Facilities are therefore necessary to any part of the spectrum one after the other to the photographic Plate or in the field of view of the observer. This is done advantageously by rotating the prisms. If the imaging optics of the instrument is chromatic, As is the rule with quartz spectrographs, for example, there is a simultaneous change of focusing as well as a change in the angle that the Forms cassette with the optical axis.

Bei der Drehung der Prismen wird zwecks bestmöglicher Ausnutzung des Auflösungsvermögens angestrebt, daß die mittlere Wellenlänge des jeweils eingestellten Spektralbereichs alle Prismen im Minimum der Ablenkung durchläuft. Bilden die optischen Achsen von Kollimator und Kamera bzw. Fernrohr einen festen Winkel miteinander, wie es bei Spektrographen meist der Fall ist, so muß ferner die durch das Prismensystem erzeugte Ahlenkung für jede in der Minimumstellung stehende Wellenlänge konstant sein.When rotating the prisms, for the best possible use of the Resolving power sought that the mean wavelength of each set Spectral range passes through all prisms with a minimum of deflection. Form the optical Axes of collimator and camera or telescope have a fixed angle with each other, As is usually the case with spectrographs, so must the through the prism system generated deflection constant for each wavelength in the minimum position be.

Zur Erfüllung dieser Forderungen sind verschiedene Anordnungen bekannt. Beispielsweise werden die Drehbewegungen der einzelnen Glieder durch unter Federspannung stehende Metallbänder übertragen. Hierbei können sich Temperaturänderungen und das Eindringen von Staubteilchen störend bemerkbar machen. Andere Konstruktionen verwenden Gelenkmechanismen mit einer Vielzahl von Drehpunkten; ihr Nachteil liegt in der kostspieligen Fertigung, da alles Spiel in den Gelenken und Lagern vermieden oder unschädlich gemacht werden muß, ferner in der schwierigen Justierung und der Gefahr des Verschleißes. Gegenstand der Erfindung ist eine Prismenanordnung, welche einerseits die gestellten Forderungen mit mathematischer Exaktheit erfüllt, anderseits sich durch außerordentlich einfachen Aufbau unter weitgehender Beschränkung der Anzahl--der Gelenkpunkte und beweglichen Teile auszeichnet, womit sich auch die optische Justierung vereinfacht.Various arrangements are known to meet these requirements. For example, the rotary movements of the individual links are under spring tension transferring standing metal bands. Temperature changes and the Make the penetration of dust particles noticeable. Use other constructions Articulation mechanisms having a plurality of pivot points; their disadvantage lies in the expensive manufacturing, since all play in the joints and bearings is avoided or must be made harmless, also in the difficult adjustment and danger of wear and tear. The subject of the invention is a prism arrangement, which on the one hand fulfills the set requirements with mathematical accuracy, on the other hand, through an extremely simple structure with extensive restrictions the number - of the points of articulation and moving parts, with which also the optical adjustment simplified.

Erfindungsgemäß sind die Glieder des dispergie-' renden Systems, die vorzugsweise durch zwei Prismen und einen zwischen diesen angeordneten Spiegel gebildet werden, auf-Drehhebeln angeordnet, deren Drehpunkte eine derartige gegenseitige Lage haben, daß die gestellten optischen Bedingungen exakt erfüllt werden, indem der den Spiegel tragende Hebel mittels einfacher Gleitstücke die Drehung der, Prismen steuert. ' Ist das abbildende Systemchromatisch, so übernimmt ein das .Kamera- bzw. Fernrohrobjektiv tragender Schlitten vermittels zweier Steuerkurven die Drehung des Spiegelträgers und des Kassettenhalters.According to the invention are the members of the dispersing system, the preferably formed by two prisms and a mirror arranged between them are arranged on-rotary levers whose fulcrums are such mutual Have able that the set optical conditions are met exactly by the lever that carries the mirror, by means of simple sliding pieces, the rotation of the prisms controls. '' If the imaging system is chromatic, then one takes over the. The telescope objective-carrying carriage rotates by means of two control cams the mirror support and the cassette holder.

Zur weiteren Dispersionssteigerung kann dem dispergierenden System ein festes Prisma vor- oder nachgeschaltet oder es können mehrere solcher Systeme hintereinandergeschaltet werden.The dispersing system can be used to further increase dispersion a fixed prism upstream or downstream or there can be several such systems can be connected in series.

Ein Ausführungsbeispiel ist schematisch in der Zeichnung dargestellt. Abb. i zeigt das Prinzip des Mechanismus für die Drehung der Prismen und des Spiegels, Abb.2 die gesamte Anordnung- eines mit diesem Prismensystem ausgerüsteten Spektral= apparates.An exemplary embodiment is shown schematically in the drawing. Fig. I shows the principle of the mechanism for rotating the prisms and the mirror, Fig.2 the entire arrangement of a spectral equipped with this prism system = apparatus.

Zwei Dispersionsprismen i und 2: (Abb. i) sind auf den Prismenträgern 3 und ¢ fest montiert. Die Prismenträger sind um die Punkte 5 und 6 drehbar und haben zwei feste Arme 7 und 8, die durch eine Feder 9 gegeneinandergezogen werden. Der Spiegel io sitzt fest auf dem Träger ii, der um den Punkt 12 drehbar ist. Er trägt einen Mitnehmer 13 in Form eines Bolzens, an dem die Arme 7 und 8 unter Wirkung der Feder 9 anliegen. Der Spiegelträger hat fernerhin einen Einstellmechanismus etwa in Form eines Schneckenradsegments 1q., in das die Schnecke 15 mit der Handkurbel 16 eingreift.Two dispersion prisms i and 2: (Fig. I) are on the prism carriers 3 and ¢ permanently mounted. The prism carriers can be rotated around points 5 and 6 and have two fixed arms 7 and 8 which are pulled towards each other by a spring 9. The mirror io is firmly seated on the carrier ii, which can be rotated about the point 12. He carries a driver 13 in the form of a bolt on which the arms 7 and 8 under action the spring 9 rest. The mirror support also has an adjustment mechanism for example in the form of a worm wheel segment 1q., into which the worm 15 with the hand crank 16 intervenes.

Die Anordnung ist so getroffen, daß der Drehpünkt 12 des Spiegelträgers den Mittelpunkt eines Kreises bildet, auf dessen Umfang die Drehpunkte 5 und 6 der Prismentische und der Mittelpunkt des Mitnehmerbolzens _13 liegen, während die Oberfläche des Spiegels- io senkrecht auf der Verbindungslinie 12-13 steht.The arrangement is made so that the point of rotation 12 of the mirror carrier forms the center of a circle, on the circumference of which the pivot points 5 and 6 of Prism tables and the center of the driving pin _13 lie, while the surface of the mirror io is perpendicular to the connecting line 12-13.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: Wird der Spiegelträger i i mit dem Spiegel io durch Drehen der Handkurbel 16 bewegt, so wandert der Spiegel 1o auf dem Umfang des Kreises: Zugleich bewirkt der Mitnehmer 13 im Verein mit der Feder 9, daß sich beide Prismen i, 2 gleichsinnig um gleiche Winkelbeträge init der halben Winkelgeschwindigkeit des Spiegels drehen. Der in Pfeilrichtung einfallende Lichtstrahl wird im ersten Prisma i abgelenkt, vom Spiegel io in das zweite Prisma :2 geworfen und von diesem im entgegengesetzten Sinne abgelenkt. Die Winkeldispersionen beider Prismen addieren sich, während sich ihre Ablenkungen aufheben, so daß die Gesamtablenkung des Systems gleich der Ablenkung durch den Spiegel 1o, d. h. gleich dem Reflexionswinkel ist. Die Anordnung bewirkt zwangsläufig, daß in allen Stellungen der Reflexionswinkel für den jeweils eingestellten Mittelstrahl konstant bleibt und daß dieser Strahl beide Prismen in der Minimumstellung durchläuft. Durch Wahl der Lage der Punkte 5 und 6 gegenüber dem Kreismittelpunkt 12 läßt sich der gewünschte Ablenkungswinkel entsprechend den baulichen Bedingungen der jeweils vorliegenden Gesamtkonstruktion innerhalb weiter Grenzen beliebig gestalten.The mode of operation of this arrangement is as follows: becomes the mirror support i i moved with the mirror io by turning the hand crank 16, the mirror moves 1o on the circumference of the circle: At the same time, the driver 13 works in conjunction with the Spring 9, that both prisms i, 2 initiate in the same direction by the same angular amounts rotate at half the angular speed of the mirror. The one falling in the direction of the arrow The light beam is deflected in the first prism i, and by the mirror io in the second prism : 2 thrown and distracted by this in the opposite sense. The angular dispersions both prisms add up, while their deflections cancel each other out, so that the Total deflection of the system equal to the deflection by mirror 1o, i.e. H. same is the angle of reflection. The arrangement inevitably means that in all positions the angle of reflection for the set central ray remains constant and that this beam passes through both prisms in the minimum position. By choice the position of the points 5 and 6 relative to the center of the circle 12 can be the desired Deflection angle according to the structural conditions of the present Design the overall construction as desired within wide limits.

Soll die Dispersion weiterhin gesteigert werden, so können mehrere Systeme dieser Art hintereinandergeschaltet werden, wobei die Spiegelträger i i durch beliebige geeignete Mechanismen synchron zubewegen sind. Die Wirkungsweise bleibt unverändert erhalten.If the dispersion is to be increased further, several Systems of this type are connected in series, the mirror carriers i i can be moved synchronously by any suitable mechanism. The mode of action remains unchanged.

Zur Steigerung der Dispersion kann auch ein feststehendes Prisma vor- oder nachgeschaltet werden; in diesem Falle ist die Minimumsbedingung nur noch annähernd erfüllt.To increase the dispersion, a fixed prism can also be provided. or downstream; in this case the minimum condition is only approximate Fulfills.

Abb. z zeigt die Gesamtanordnung eines mit einem derartigen Prismensystem ausgerüsteten Spektrographen. 17 ist ein vorgesetztes feststehendes Prisma, 18 das Kollimator-, 19 das chromatische Kameraobjektiv. Dieses ist auf einem Schlitten 2o montiert, der auf zwei Führungen 21 in Richtung der optischen Achse beweglich ist und durch eine Schraubenspindel 22 mit Handkurbel 23 verstellt wird. Der Schlitten trägt ein Gleitstück 2q., während der Spiegelträger i i als Winkelhebel ausgebildet und mit einer Rolle 25 versehen ist, die durch eine Feder 33 gegen -das Gleitstück -24 gedrückt wird, welches somit die Bewegung des Schlittens 2o in passend gewählter übersetzung auf den Spiegel io und hiermit auf die Prismen i und 2 überträgt. 26 ist der Kassettenträger für die Aufnahme der photographischen Platte. Er ist um den Punkt 27 drehbar. Die'Drehung wird durch den Hebel 28 gesteuert, der mit der Rolle 29 unter Wirkung der Feder 3o an die auf dem Schlitten befestigte Steuerkurve 31 gelegt wird. Wenn das Kollimatorobjektiv chromatisch ist, so kann auch dieses unter Benutzung gleichartiger Mittel in die automatische Fokussierung relativ zu dem Lichteintrittsspalt 32 einbezogen werden.Fig. Z shows the overall arrangement of one with such a prism system equipped spectrograph. 17 is a fixed prism in front of it, 18 the Collimator, 19 the chromatic camera lens. This is on a sled 2o mounted, which is movable on two guides 21 in the direction of the optical axis and is adjusted by a screw spindle 22 with a hand crank 23. The sled carries a slider 2q., while the mirror carrier i i is designed as an angle lever and is provided with a roller 25 which by a spring 33 against -das slider -24 is pressed, which thus the movement of the slide 2o in appropriately selected translation to the mirror io and herewith to the prisms i and 2. 26th is the cassette carrier for holding the photographic plate. He is over the point 27 rotatable. The rotation is controlled by the lever 28 which is connected to the Roller 29 under the action of the spring 3o on the control cam attached to the slide 31 is placed. If the collimator lens is chromatic, so can this using similar means in automatic focusing relative to the light entry gap 32 are included.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Multi-prism spectral apparatus with preferably two Prisms (i, 2) and an intermediate mirror (io), characterized in that that both prisms in the same direction for setting to different wavelength ranges and rotated by equal angular amounts around two points (5, 6) on the circumference of a circle, around whose center (12) the mirror holder (i i) rotates.

2. Multi-prism spectral apparatus according to claim 1, characterized in that by the adjustment element (15) controls the rotation of the mirror support (i i) in in any way and through this the rotation of the two prisms (1, 2) is effected by means of a driver (13) arranged on the mirror carrier, with which two arms (7, 8) firmly connected to the prism carriers (3, 4) Spring force, guide forks or equivalent means are coupled.

3. Multi-prism spectral apparatus according to claims 1 and 2, characterized in that two or more optical systems of the type characterized in claims i and 2 are connected in series.

4. Multi-prism spectral apparatus according to claim i to 3, characterized in that the systems characterized in claims i to 3 a fixed prism (17) is connected upstream.

5. multi-prism spectral apparatus according to claim i to 4, characterized characterized that the rotation of the mirror carrier (ii) by a sliding curve (24) is controlled, which is moved with a through the setting member (23), the camera lens (i9) carrying slide (20) is connected.

6. Multi-prism spectral apparatus according to Claim 5, characterized in that the slide adjusted by the adjusting member (20) by means of a further sliding curve (3i) the rotation of the cassette carrier (26) controls.