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Publication number: DEB0019986MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 12. April 1952 'Bekanntgemacht am 27. Oktober 1955Registration date: April 12, 1952 'Advertised on October 27, 1955

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung betrifft ganz allgemein die Spektroskopie und im besonderen eine spektroskopische Vorrichtung des Prismentyps zur Zerlegung strahlender Energie in ein Spektrum. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit wird die Erfindung hierbei bei einem Monochromator veranschaulicht, obgleich sie ebensogut bei anderen spektroskopischen Geräten angewandt werden kann. Ebenfalls aus Zweckmäßigkeitsgründen wird die Erfindung in Verbindung mit Licht, d. h. sichtbarer strahlender Energie, erörtert, obgleich sie selbstverständlich auch ebensogut auf strahlende Energie mit außerhalb des sichtbaren Bereichs liegenden Wellenlängen angewandt werden kann.The invention relates generally to spectroscopy and more particularly, a prism-type spectroscopic device for dispersing radiating rays Energy in a spectrum. For the sake of convenience, the invention is hereby incorporated in a monochromator, although it works just as well with other spectroscopic devices can be applied. Also for reasons of expediency, the invention is described in Connection with light, d. H. visible radiant energy, although it is self-evident just as well on radiant energy with wavelengths outside the visible range can be applied.

Die Erfindung schafft ein Gerät der beschriebenen Art, das ein Fery-Prisma aufweist, das eine erste Brechungsfläche und eine hintere Reflexionsfläche hat, sowie eine Vorrichtung, die einen bogenförmigen Einlaßschlitz zur Zuführung der Strahlen der strahlenden Energie auf diese erste Fläche ausbildet, wobei der Krümmungsradius R des bogenförmigen Einlaßschlitzes in Beziehung zu der Brechungszahl η des Prismas, der Brennweite f des Prismas und dem Einfallswinkel i der The invention provides an apparatus of the type described, comprising a Fery prism which has a first refractive surface and a rear reflective surface, as well as a device which forms an arcuate inlet slot for supplying the rays of radiant energy to this first surface, the radius of curvature R of the arcuate inlet slot in relation to the refractive index η of the prism, the focal length f of the prism and the angle of incidence i the

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Strahlen steht, die auf die erste Flächt· des Prismas von (K¹Ii) bogenförmigen Kinlaüschlitz praktisch gemäß der (ileichungRays, which on the first surface of the prism of (K ¹ Ii) arc-shaped Kinlaüschlitz practically according to the (calibration

»'-/"ctg!»'- /" ctg!

2 (-H²- I)2 (-H ² - I)

aiii fallen, wodiircli das l'risina ein jirnktisch lineares I üld des gekrümmten Schlitzes erzeugt.aiii fall, what makes l'risina a jirnctically linear one I created the curved slot.

I )ie herkömmlichen I 'rismenmonochromatorenI) the conventional I 'rism monochromators

ίο verwenden l'rismen mit ebenen Flächen; es ist dabei erforderlich, dall die auf das Prisma auf-Irellenden Lichtstrahlen im wesentlichen parallel sind. Häher wird der divergierende lichtstrahl von dem Fiiilaßselilitz durch eine Kollimationsiinseίο use l'risms with flat surfaces; it is it is necessary that the ends of the rays striking the prism Light rays are essentially parallel. The diverging ray of light becomes higher from the filament through a collimating lens

'5 oder einen Spiegel parallel gerichtet, bevor man ihn auf das l'risma fallen lädt. Has im wesentlichen parallele, von dem l'risma ausstrahlende Licht lallt man dann durch ein optisches Klement, wie etwa eine fokussierende Linse oder einen Spiegel'5 or parallel a mirror before looking at it to fall on the l'risma invites. Has essentially parallel light emanating from the l'risma You then slur through an optical element such as a focusing lens or mirror

2» zur 1''.!'ZeUgUiIg eines Spektrums konvergieren. Falls ein schmaler Wellenlängenteil des Spektralbildes isoliert werden soll, wird ein weiterer Schlitz, der als Auslal.tschlitz bezeichnet wird, in der Fbcne des Spektrums angeordnet, um nur die gewünschten Wellenlängen hindurchzulassen. Eine derartige, die Strahlung abspaltende Einrichtung, die ein schmales Wcllenlängenband isoliert, nennt man einen »Monochromator«.2 "to 1".! "Evidence of a spectrum converge. If a narrow part of the wavelength of the spectral image is to be isolated, another part is needed Slot, referred to as the Auslal.tschlitz, in the color of the spectrum to pass only the desired wavelengths. One such a device which splits off the radiation and insulates a narrow band of length is called a "monochromator".

I )as bei einem üblichen Monochromator der vorhergehenden Art verwendete Spaltrohr kann nur solche Lichtstrahlen vollständig parallel machen, die von einer Pimkt(|uelle ausgehen. Infolgedessen sind nur die von dem Mittelpunkt des Einlaßschlitzes herrührenden Lichtstrahlen zu der Meridiaiiebene des Prismas parallel, während die von den Schlitzenden ausgehenden geringfügige Winkel mit dieser P.bene bilden. Somit fallen die Lichtstrahlen von den linden des Finlaßschlitzes unter etwas gröllerem Winkel auf das l'risma als die vonI) as a can used in a conventional monochromator of the preceding type can only make completely parallel those rays of light which emanate from a point (| uelle. As a result are only those from the center of the inlet slot light rays originating parallel to the meridial plane of the prism, while those from Form a slight angle at the end of the slot with this plane. Thus the rays of light fall from the linden trees of the finslit to the l'risma at a slightly wider angle than that of

4» dem Schlitzmittelpiinkt herrührenden Strahlen und werden infolgedessen etwas mehr als jene abgelenkt. Hie von den Punkten zwischen der Mitte und den Luden di-s Fiiiial.ischlitzcs herrührenden Strahlen werden auch beträchtlich abgelenkt, aber in geringerem Made.4 »rays emanating from the center of the slit and as a result, get distracted a little more than those. Here from the points between the middle and the Luden di-s Fiiiial.ischlitzcs Rays are also deflected considerably, but to a lesser extent.

I )as wesentliche Frgebnis einer solchen ungleichmadigen Ablenkung der Lichtstrahlen von verschiedenen I'unkten längs des Finlaf.ischlit7.es besteht darin, dall das Bild des Finladschlitzes, das in der Kbcne des Spektrums ausgebildet wird, gekrümmt ist. Wie im folgenden ausführlich auseinandergesetzt, ist es wesentlich, zu bemerken, dall ein solches Iüld des Einlaßschlitzes einfach eine gekrümmte Linie praktisch von der Breite des Kinladschlitzes ist, da dies nur das Frgebnis der ungleichmäßigen Ablenkung ist.I) as the essential result of such an uneven one There is a deflection of the light rays from different points along the finnish slide in that the image of the loading slit formed in the corner of the spectrum is curved is. As discussed in detail below, it is essential to note dall such a lud of the inlet slot is simply a curved line practically the width of the Kinladschlitzes as this is only the result of the uneven deflection.

Falls es notwendig ist, daß das Bild des Einlaßschlitzes gerade ist, um mit einem geraden Ausladschlitz zusammenzufallen, so kann dies leichtIf it is necessary that the image of the inlet slit is straight to coincide with a straight discharge slot, this can be done easily

fiij durch Verwendung eines Finladschlitzes erreicht werden, der so gekrümmt ist, daß die Wirkungen der ungleichmäßigen Ablenkung wegfallen, wobei die Krümmung so gewählt ist, dall ein praktisch gerades Bild bei der am meisten interessierenden Wellenlänge entsteht. Es kann aber auch ein Ausladschlitz verwendet werden, der so gekrümmt ist, dall er sich der Krümmung des Bildes eines geraden Einladschlitzes anpaßt, falls ein gekrümmter Ausladschlitz zulässig ist. Als weitere Möglichkeit kann aber auch die erforderliche Krümmung zwisehen den beiden Schlitzen aufgeteilt werden. Die vorstehende Aufzählung verschiedener Möglichkeiten besteht nur, weil das Bild immer eine einfache gekrümmte oder gerade Linie ist.fiij achieved by using a Finladschlitzes which is so curved that the effects of uneven deflection are eliminated, wherein the curvature is chosen so that a practically straight image is the most interesting Wavelength arises. However, a discharge slot can also be used which is curved in such a way that that it adapts to the curvature of the image of a straight invitation slot, if a curved discharge slot is permissible. As a further possibility, however, the required curvature can also be used split between the two slots. The above list of different options exists only because the image is always a simple curved or straight line.

Bei jedem Monochromator ist es äußerst wescntlieh, daß die Zerstreuung des durch die Vorrichtung verlaufenden Lichtes verringert wird, da sie die Reinheit des Spektrums wesentlich herabsetzt und auch die Energie bei der gewünschten Wellenlänge vermindern kann, die an dem Auslaßschlitz verfügbar ist. Eine vollständige Beseitigung dieser Zerstreuung ist nicht möglioh, da jedes optische, in einem Monochromator verwendete Element etwas Licht zerstreut. Fine solche Zerstreuung des Lichtes durch die optischen Elemente stellt einen bedeutenden Mangel der bekannten Prismenmouochromatoren dar, und es ist in diesem Zusammenhang eine Hauptaufgabe der Erfindung, einen Monochromator zu schaffen, bei dem die Lichtzerstreuung auf ein absolutes Minimum reduziert ist.In any monochromator it is extremely important that the scattering of the light passing through the device is reduced because it the purity of the spectrum and also the energy at the desired wavelength which is available at the outlet slot. A complete elimination of this Diffusion is not possible because every optical element used in a monochromator has something Light diffuses. Such a dispersion of light by the optical elements represents a significant one Deficiency of the known prism mouochromators, and it is in this context A main object of the invention to provide a monochromator in which the light scattering is reduced to an absolute minimum.

Im besonderen besteht die Hauptaufgabe der Erfindung darin, ein-e solche Liohtzerstreuuiig dadurch auf einen Kleinstwert zu bringen, daß die Anzahl der verwendeten optischen Elemente auf das absolute Minimum von einem Element vermindert wird.In particular, there is the main object of the invention in it, one such light scattering by it to bring to a minimum value that the number of optical elements used to the absolute Minimum is decreased by one element.

Noch weiter begrenzt besteht die Hauptaufgabe der Erfindung darin, einen Monochromator zu schaffen, der ein Prisma aufweist, das keine KoI-limationselemente und Abbildungs- oder Einstellelemente erfordert, wodurch die Anzahl der optischen Elemente von zwei, drei oder mehr auf das absolute Minimum von einem Element und dadurch die Lichtzerstreuung auf einen absoluten Kleinstwert vermindert wird.Still more limited, the main object of the invention is to provide a monochromator create that has a prism that has no KoI -limationselemente and imaging or adjustment elements required, thereby increasing the number of optical Elements of two, three or more to the absolute minimum of one element and thereby the light scattering is reduced to an absolute minimum.

Die vorstehende Hauptaufgabe wird dadurch gelöst, daß als Prisma des erfindungsgemäßen Monochromator ein Fery-Prisma benutzt wird.The above main object is achieved in that as a prism of the invention Monochromator a Fery prism is used.

Eine wesentliche Aufgabe der Erfindung ist es, einen Monochromator zu schaffen, der Vorrichtungen zur Beseitigung der Wirkungen des außerordentlich großen Astigmatismus aufweist, der ein Merkmal von Fery-Prismen ist.An essential object of the invention is to provide a monochromator, the devices to eliminate the effects of the extraordinarily large astigmatism that a Characteristic of Fery prisms.

Eine andere Aufgabe ist es, die Wirkungen des Astigmatismus dadurch zu beseitigen, daß ein Monochromator mit Fery-Prisma geschaffen wird, der einen gekrümmten Einlaßschlitz und einen geraden Auslaßschlitz hat.Another task is to eliminate the effects of astigmatism by having a Monochromator with Fery prism is created, which has a curved inlet slot and a has a straight outlet slot.

Um die Erläuterung der Erfindung zu vereinfachen, wird auf die anliegenden Zeichnungen bezug genommen, die als Beispiel eine Ausführungsform veranschaulichen, mit der die vorher erwähnten Aufgaben gelöst werden können, sowie verschiedene andere Aufgaben und Vorteile, erkennen lassen. Es zeigtIn order to simplify the explanation of the invention, reference is made to the accompanying drawings Reference, which illustrate, by way of example, an embodiment with which the previously mentioned tasks can be solved, as well as various other tasks and advantages recognize leave. It shows

Fig. ι eine schematische, perspektivische Ansicht eines Monochromator nach der Erfindung,Fig. Ι a schematic, perspective view a monochromator according to the invention,

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Fig. 2 einen Grundriß des Fery-Prismas, das in den Monochromator nach Fig. ι eingebaut ist, die Fig. 3, 4 und 5 die Wirkungen des außerordentlich großen Astigmatismus als Kennzeichen der Fery-Prismen, wenn diese in Verbindung mit einem geraden Einlaßschlitz verwendet werden, undFig. 2 is a plan view of the Fery prism, which is built into the monochromator according to Fig. Ι, the Figs. 3, 4 and 5 show the effects of the extraordinarily large astigmatism characteristic of the Fery prisms, when used in conjunction with a straight inlet slot, and

Fig. 6 die Art und Weise, in der die Wirkungen eines solchen Astigmatismus errmdungsgemäßFig. 6 shows the manner in which the effects of such astigmatism are grounded

ίο durch Anwendung eines gekrümmten Einlaßschlitzes und eines geraden Auslaßschlitzes beseitigt werden.ίο by using a curved inlet slot and a straight outlet slot can be eliminated.

Im besonderen mit Bezug auf die Fig. ι weist der erfindungsgemäße Monochromator ein Fery-Prisma 10 und einen Teil 11, beispielsweise eine Platte, zur Schaffung eines Einlaßschlitzes 12 und eines Auslaßschlitzes 13 auf, die entsprechend eingerichtet sind, um Licht oder andere strahlende Energie dem Prisma 10 zuzuführen und um von dem Prisma gebrochenes Licht aufzunehmen. Der Weg der nach dem Prisma zu gerichteten Lichtstrahlen ist dabei durch die mit Pfeil versehene ausgezogene Linie 14 und der Weg der gebrochenen Strahlen durch die mit Pfeil versehene, gestrichelte Linie 15 markiert. Der Auslaßschlitz 13 liegt senkrecht zu der Meridianebene des Prismas 10, wird von dieser halbiert und befindet sich auf dem Kreisdiagramm (circle diagram) des Prismas, das in der Technik allgemein bekannt ist. Lediglich um die Abmessungen des Monochromator zu verkleinern, kann ein ebener Spiegel zwischen dem Fery-Prisma 10 und dem schlitzbildenden Teil 11 angeordnet werden, obgleich dieser Spiegel 16 nicht unbedingt erforderlich ist.In particular with reference to FIG. 1, the monochromator according to the invention has a Fery prism 10 and a part 11, for example one Plate, to create an inlet slot 12 and an outlet slot 13, which are set up accordingly are to supply light or other radiant energy to the prism 10 and from to pick up light refracted by the prism. The path of the light rays directed towards the prism is indicated by the solid line 14 and the path of the broken line Rays marked by the dashed line 15 provided with an arrow. The outlet slot 13 is perpendicular to the meridian plane of the prism 10, is bisected by this and is located on the circle diagram (circle diagram) of the prism well known in the art. Only about the To reduce the dimensions of the monochromator, a flat mirror can be placed between the Fery prism 10 and the slot-forming part 11 are arranged although this mirror 16 is not absolutely necessary.

Es ist bekannt, daß das Fery-Prisma zum Kollimieren, Zerstreuen und Fokussieren der Energiestrahlen dient. Der Krümmungsmittelpunkt der kugelförmigen ersten Prismenoberfläche liegt auf dem Fery-Kreisdiagramm und hat einen dem Durchmesser des Kreisdiagramms gleichen Radius. Der Einlaßschlitz ist so angeordnet, daß alle verschiedenen auf das Prisma gerichteten Lichtstrahlen durch die Mitte des Einlaßschlitzes unter im wesentlichen gleichem Einfallswinkel i auf die erste Fläche auftreffen. Die Strahlen werden an der ersten Fläche gebrochen und treffen auf die zweite Fläche, die konvex und reflektierend ist. Die zweite Fläche liegt auch auf dem Kreisdiagramm, doch liegt ihr Krümmungsmittelpunkt im Abstand von dem der ersten Fläche. Alle Strahlen treffen auf die zweite Fläche im wesentlichen senkrecht auf und werden auf ihrem ursprünglichen Weg derartig zurückgeworfen, daß sie ein Spektrum längs des Kreisdiagramms bilden. Das Spektrum kann durch den Auslaßschlitz 13 beobachtet oder mittels einer geeigneten Energieaufnahmevorrichtung verwendet werden, und verschiedene Teile des Spektrums können durch Verschiebung des Fery-Prismas 10 in bezug auf die schlitzbildende Vorrichtung 11 untersucht werden.It is known that the Fery prism is used to collimate, diffuse and focus the energy beams. The center of curvature of the spherical first prism surface lies on the Fery circle diagram and has a radius equal to the diameter of the circle diagram. The inlet slit is arranged so that all of the different light rays directed onto the prism impinge on the first surface through the center of the inlet slit at substantially the same angle of incidence i. The rays are refracted on the first surface and hit the second surface, which is convex and reflective. The second surface is also on the pie chart, but its center of curvature is at a distance from that of the first surface. All rays impinge on the second surface essentially perpendicularly and are reflected on their original path in such a way that they form a spectrum along the circle diagram. The spectrum can be observed through the outlet slit 13 or used by means of a suitable energy absorbing device, and various parts of the spectrum can be examined by shifting the Fery prism 10 with respect to the slitting device 11.

Bisher arbeitete das Fery-Prisma in Monochromatoren nicht zufriedenstellend wegen seines außerordentlich starken Astigmatismus, der infolge der großen außerachsigen Einfallswinkel ί entsteht, unter denen die Lichtstrahlen auf die kugelförmige erste Fläche 21 auf treffen. Wie in Fig. 3 der Zeichnungen dargestellt, ist der astigmatische Charakter des Fery-Prismas solcher Art und tritt in solchem Maße auf, daß eine monochromatische Punktquelle 25 als Linie 26 abgebildet wird, wobei sich die Länge des Linienbildes 26 mit der Brennweite des Prismas ändert. Beispielsweise beträgt bei einem Fery-Prisma, das eine Brennweite \^ron 45,72 cm hat, die Länge des Linienbildes 26 angenähert 1,9 cm. Wie sich noch aus dem folgenden ergibt, besteht ein wesentlicher Faktor der Erfindung darin, daß das Linienbild 26 gerade und zu der Meridianebene senkrecht ist, die mit der Bezugsziffer 27 bezeichnet ist.So far, the Fery prism has not worked satisfactorily in monochromators because of its extremely strong astigmatism, which arises as a result of the large off-axis angle of incidence ί at which the light rays hit the spherical first surface 21. As shown in Figure 3 of the drawings, the astigmatic character of the Fery prism is such and occurring to such an extent that a monochromatic point source 25 is imaged as line 26, the length of line image 26 varying with the focal length of the prism . For example, the length of the line image 26 is at a Fery prism which has a focal length \ ^r on 45.72 cm approximately 1.9 cm. As can also be seen from the following, an essential factor of the invention is that the line image 26 is straight and perpendicular to the meridian plane, which is denoted by the reference numeral 27.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, wird, falls mehrere Punktquellen 25 in einer geraden Linie angeordnet sind, eine entsprechende Anzahl Linienbilder 26 erzeugt. Jedoch sind diese Linienbilder gegeneinander seitlich verschoben. Eine Punktquelle 25 auf der einen Seite der Meridianebene 27 wird natür- 3s lieh auf deren entgegengesetzter Seite abgebildet.As shown in Fig. 4, if a plurality of point sources 25 are arranged in a straight line a corresponding number of line images 26 are generated. However, these line images are against each other shifted sideways. A point source 25 on one side of the meridian plane 27 becomes natural borrowed pictured on the opposite side.

Wenn sich,· wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, die Anzahl der ausgerichteten Punktquellen 25 dem Wert Unendlich nähert, um praktisch eine Linienquelle zu schaffen, die als gerader Einlaßschlitz betrachtet werden kann, kann das erzeugte Bild aus einer unendlichen Anzahl paralleler Linienbilder 26 zusammengesetzt sein, deren Mittelpunkte auf eine Kurve fallen, wobei die Linienbilder zu der Meridianebene 27 des Prismas senkrecht stellen. Das Ergebnis ist eine äußerst ungünstige Verwischung der Energie, insbesondere an den Enden des gesamten Bildes, wobei die Bildschärfe nur direkt an dem eigentlichen Mittelpunkt des Gesamtbildes gut ist, wo die Linienbilder 26 in gewissem Maße überlagert sind.If, as can be seen from FIG. 5, the number of aligned point sources 25 is equal to Value approaches infinity to practically create a line source acting as a straight inlet slot can be viewed, the generated image can be composed of an infinite number of parallel line images 26 be composed, the centers of which fall on a curve, the line images to the meridian plane 27 of the prism perpendicular. The result is an extremely unfavorable one Blurring of energy, especially at the ends of the entire image, reducing the sharpness of the image is only good directly at the actual center point of the overall image, where the line images 26 in are superimposed to some extent.

Die Erfindung überwindet den vorstehenden Nachteil durch einen Einlaßschlitz 12, der in seiner Ebene gekrümmt ist, und einen geraden Auslaßschlitz 13, wobei die Krümmung des Einlaß-Schlitzes so gewählt ist, daß ein im wesentlichen geradliniges Bild des Einlaßschlitzes an dem Auslaßschlitz erzeugt wird. Mit anderen Worten, die Krümmung des Einlaßschlitzes 12 ist so gewählt, daß die unendliche Anzahl Linienbilder 26, die von der unendlichen Anzahl, den Einlaßschlitz bildenden Punktquellen 25 erzeugt wird, insgesamt überlagert ist, um ein geradliniges Bild an dem Auslaßschlitz 13 zu erhalten, wobei die Breite dieses Bildes praktisch gleich der Breite des Einlaß-Schlitzes ist. Dies ist in Fig. 6 veranschaulicht. Die mit einem Fery-Prismenmonochromator nach der Erfindung angestellten Versuche zeigen, daß eine ausgezeichnete Bildschärfe und Auflösung mit dem Fery-Prisma auf diese Weise erreicht werden kann. Infolgedessen schafft die Erfindung einen Fery-Prismenmonochromator, der die Wirkungen des inneren Astigmatismus des Fery-Prismas überwindet. The invention overcomes the foregoing disadvantage by providing an inlet slot 12 which is shown in FIG its plane is curved, and a straight outlet slot 13, the curvature of the inlet slot is chosen so that a substantially rectilinear image of the inlet slot at the outlet slot is produced. In other words, the curvature of the inlet slot 12 is chosen so that the infinite number of line images 26, that of the infinite number, form the inlet slot Point sources 25 is generated, as a whole, is superimposed to form a rectilinear image at the outlet slit 13, the width of this image being practically equal to the width of the inlet slot is. This is illustrated in FIG. 6. The one with a Fery prism monochromator according to the Invention made experiments show that excellent image sharpness and resolution with the Fery prism can be achieved in this way. As a result, the invention provides a Fery prism monochromator, which overcomes the effects of the internal astigmatism of the Fery prism.

Da bereits bisher gekrümmte Einlaßschlitze in Monochromatoren mit ebenflächigen Prismen be-Since previously curved inlet slots in monochromators with flat prisms

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nutzt wurden, ist es wesentlich, darauf hinzuweisen, daß der in dem erl'mdungsgemäl.ien Monochromator verwendete, gekrümmte Einlaßschlitz 12 eine ganz andere Funktion ausübt. Mit anderen Worten, in einem üblichen I'rismenmonochromator wird ein gekrümmter Einlaßschlitz verwendet, um die ungleichmäßige Ablenkung der in das Prisma eintretenden Lichtstrahlen auszugleichen, während hierbei der gekrümmte Einlaßschlitz 12 zur Kompensation des überaus großen Astigmatismus des Fery Prismas 10 benutzt wird. Es werden dabei auch unterschiedliche Ergebnisse erzielt. Insbesondere geradet ein gekrümmter Einlaßschlitz in den bekannten Monochromatoren lediglich ein Bild aus, das sonst einfach eine schmale, gekrümmte Linie sein würde. Andererseits überlagert der gekrümmte Einlal.ischlitz 12 in dem Monochromator nach der Erfindung eine unendliche Anzahl geradliniger Bilder, die sonst in einer Kurve solcher Breite angeordnet sein würden, daß sie in einem Monochromator nicht verwendet werden können, um ein einzelnes, schmales, geradliniges Bild zu erzeugen, das in einem Monochromator vollauf ausreichen würde.have been used, it is essential to point out that the monochromator used, curved inlet slot 12 performs a completely different function. In other words, in In a common prism monochromator, a curved inlet slot is used to avoid the uneven To compensate for the deflection of the light rays entering the prism, while the curved inlet slot 12 is used to compensate the extremely large astigmatism of the Fery prism 10 is used. It will be there also achieved different results. In particular, a curved inlet slot straight into the known monochromators only produce an image that is otherwise simply a narrow, curved one Line would be. On the other hand, the curved Einlal.ischlitz 12 superimposed in the Monochromator according to the invention an infinite number of rectilinear images that would otherwise be in a Curves of such width would be arranged that they are not used in a monochromator can be used to create a single, narrow, rectilinear image that can be viewed in a monochromator would be more than enough.

Fs ist auch wesentlich zu bemerken, daß bei üblichen Monochromatoren des Prismentyps, d.h. bei Monochroniatoren mit ebenflächigem Prisma, die erforderliche Schlitzkrüinmung entweder dem Einlaßschlitz oder dem Auslaßschlitz, im Bedarfsfall beiden, erteilt \verden kann. In dem Monochromator nach der Erfindung kann jedoch die erforderliche Krümmung nur dem Einlaßschlitz 12 mitgeteilt werden.It is also important to note that in conventional monochromators of the prism type, i. in the case of monochroniators with a flat prism, the required slit curvature is either the The inlet slot or the outlet slot, if necessary both, can be granted. In the monochromator however, according to the invention, the required curvature can only be imparted to the inlet slot 12 will.

Der Krümmungsradius des Einlaßschlitzes T2 hängt von mehreren Faktoren ab, zu denen die Breclningszahl des Prismenwerkstoftes, die Brennweite des Prismas und der Einfallswinkel der Strahlen gehören, die auf die erste Fläche 21 des l'rismas auf treffen. Der Krümmungsradius des Einlaßschlitzes kann in Beziehung zu den vorstehenden Faktoren entsprechend der GleichungThe radius of curvature of the inlet slot T2 depends on several factors, including the Breclning number of the prism material, the focal length of the prism and the angle of incidence of the Rays belong that hit the first surface 21 of the l'rism on. The radius of curvature of the Inlet slot can be related to the above factors according to the equation

H^-V Ctg 1H ^- V Ctg 1

gesetzt werden, wobei Λ' der Krümmungsradius des Eiiilaf.lschlitzos, )i die Brechuiigszahl des Prismas, / die Brennweite des Prismas und i, wie vorher erwähnt, der Einfallswinkel der Strahlen ist, die auf die' erste Fläche des Prismas auf treffen.where Λ 'is the radius of curvature of the Eiiilaf.lschlitzos, ) i is the refractive index of the prism, / the focal length of the prism and i, as mentioned before, is the angle of incidence of the rays that hit the first surface of the prism.

AuLUt den vorstehenden Faktoren beeinflußt die Wellenlänge des Lichtes oder einer anderen strahlenden, zu untersuchenden Energie den Krümmungsradius /v des Einlaüschlitzes 12 infolge seiner Wirkung auf den Einlaßwinkel / der Strahlen, die auf die erste Fläche 21 des Prismas auffallen. Die Wellenlänge, die durch das Zeichen w gekennzeichnet ist, steht in einer Beziehung zu i gemäß der folgenden GleichungDue to the foregoing factors, the wavelength of the light or other radiant energy to be examined affects the radius of curvature / v of the inlet slot 12 due to its effect on the inlet angle / rays incident on the first surface 21 of the prism. The wavelength indicated by the symbol w is related to i according to the following equation

sin ι = sin r η sin ι = sin r η

w — W_n w - W _n

R =R =

n-f ctg i 2 («S-Tj- nf ctg i 2 («S-Tj-

genügt, wobei für eine Wellenlänge in dem verwendeten Wellenlängenbereich η die Brechzahl des Prismas, / die Brennweite des Prismas und ι der Einfallswinkel der auf die erste Prismcnfläche auffallenden Strahlen ist. is sufficient, with η being the refractive index of the prism / the focal length of the prism and ι the angle of incidence of the rays incident on the first prism surface for a wavelength in the wavelength range used.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen linearen Ausgangsspalt.2. Arrangement according to claim 1, characterized by a linear output gap.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch ein verschiebbares Fery-Prisma. 3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized by a displaceable Fery prism.

Angezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 411 862, 906;Reference documents: French patent specifications No. 411 862, 906;

H. Kay scr: »Handbuch der Spektroskopie«H. Kay scr: "Handbook of Spectroscopy"

Bd. i, S. 319 bis 321.Vol. I, pp. 319 to 321.

wobei r der Brechungswinkel des Prismas und M₀, c und W₀ die Hartman-Konstanten für das Material des Fery-Prismas 10 sind.where r is the angle of refraction of the prism and M ₀ , c and W _{0 are} the Hartman constants for the material of the Fery prism 10.

Im Hinblick auf die Tatsache, daß die Wellenlänge den Krümmungsradius des Einlaßsehlitzes 12 in der vorstehenden Weise beeinflußt, wird man erkennen, daß ein Einlaßschlitz 12, der einen besonderen Krümmungsradius hat, ein absolut gerades Bild an dem Auslaßschlitz 13 nur für eine WeI-lenlänge erzeugt. Jedoch werden durch die geeignete Auswahl des Krümmungsradius für eine besondere zu untersuchende Wellenlänge nur geringe Abweichungen von der Linearität an den äußersten Grenzen des Bereiches festgestellt.In view of the fact that the wavelength is the radius of curvature of the inlet throat seat 12 influenced in the above manner, it will be recognized that an inlet slot 12, which has a special Has a radius of curvature, an absolutely straight image at the outlet slot 13 only for a wavelength generated. However, by properly selecting the radius of curvature for a particular wavelength to be investigated only slight deviations from the linearity at the extreme Limits of the area determined.

Obgleich eine Ausführungsform der .Erfindung ■ , zum Zwecke der Veranschaulichiwig beispielsweise dargestellt wurde, liegt es auf der Hand, daß verschiedenartige Änderungen, Abwandlungen und Auswechselungen dabei vorgenommen werden können, ohne von dem Geist der Erfindung abzuweichen. Although one embodiment of the invention, for purposes of illustration, for example has been shown, it is obvious that various changes, modifications and substitutions can be made therein without departing from the spirit of the invention.

Claims

Patent claims:

i. Spectroscopic dispersion arrangement with a Fery prism, characterized by a curved entrance slit whose radius of curvature of the relationship

1 sheet of drawings

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