FR2526942A1 - Double monochromateur aonochromateur a reseaux - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LA SPECTROSCOPIE. LE MONOCHROMATEUR FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST CARACTERISE NOTAMMENT EN CE QUE LE DISPOSITIF D'EXPLORATION 2 COMPREND, OUTRE LE MOTEUR ELECTRIQUE 24 LIE CINEMATIQUEMENT A L'UN DES RESEAUX DE DIFFRACTION 4 OU 6, UN SECOND MOTEUR ELECTRIQUE 24 LIE CINEMATIQUEMENT A L'AUTRE RESEAU DE DIFFRACTION 6 OU 4; UN TRANSMETTEUR 17 DE POSITION ANGULAIRE DU PREMIER RESEAU DE DIFFRACTION 4; UN TRANSMETTEUR 18 DE POSITION ANGULAIRE DU SECOND RESEAU DE DIFFRACTION 6; UN PROGRAMMATEUR 19 POUR LA FORMATION DE SIGNAUX DETERMINANT LES POSITIONS ANGULAIRES DES RESEAUX DE DIFFRACTION 4, 6 PENDANT L'EXPLORATION DU SPECTRE D'EMISSION; DEUX COMPARATEURS 20, 21 POUR LA FORMATION DE SIGNAUX CORRESPONDANT A LA DIFFERENCE DES SIGNAUX APPLIQUES A LEURS DEUX ENTREES; ET DEUX COMBINATEURS 22, 23 QUI ONT CHACUN UNE ENTREE RELIEE A LA SORTIE DE L'UN DES COMPARATEURS 20, 21, RESPECTIVEMENT, ET UN SORTIE RELIEE A L'ENTREE DE COMMANDE DU MOTEUR ELECTRIQUE 24 CORRESPONDANT. L'INVENTION PEUT ETRE UTILLISEE EN PARTICULIER DANS LES LABORATOIRES POUR LA REALISATION DE DIFFERENTES ETUDES SPECTROSCOPIQUES NECESSITANT UN HAUT POUVOIR SEPARATEUR OU UNE INTENSITE LUMINEUSE ELEVEE POUR UN BAS NIVEAU DES RAYONS DIFFUSES.

Description

La présente invention est relative aux appareils spec-

traux et a notamment pour objet un double monochromateur à réseaux de diffraction L'invention peut être utilisée en particulier dans les laboratoires pour la réalisation de différentes études spectroscopiques nécessitant un haut pouvoir séparateur ou une intensité lumineuse élevée pour un bas niveau des rayons diffusés

On connait un double monochromateur à réseaux de dif-

fraction (voir, par exemple, le certificat d'auteur URSS No 600401, publié en 1978), comportant une fente d'entrée, une fente intermédiaire et une fente de sortie, deux réseaux de diffraction disposés sur un même plateau tournant lié à un dispositif d'exploration, et un système de miroirs servant à modifier le sens du flux lumineux passant par le

monochromateur.

Dans ledit monochromateur, les fentes sont disposées en aval de chaque réseau de façon à isoler la radiation du premier ordre spectral Ceci limite soit le pouvoir séparateur

du monochromateur, soit sa luminosité pour un pouvoir sépa-

rateur donné Pour isoler la lumière d'un ordre spectral supérieur, on doit>dans ledit monochromateur, inévitablement rétrécir le domaine spectral libre, ce qui conduit,à son

tour,à un rétrécissement du domaine spectral total du mono-

chromateur Or on sait que le domaine spectral libre A ô est déterminé selon l'expression: A k I = À, 1 k A", étant la limite inférieure du domaine spectralet k l'ordre spectral de la radiation Cette expression montre que, plus l'ordre spectral est élevé, plus le domaine spectral libre

est étroit.

Pour pallier cet inconvénient, il est théoriquement possible d'avoir recours à des filtres afin de couper des ordres spectraux inutilisables, mais, dans la pratique, on ne fait de ces filtres qu'un usage très limité, surtout

dans le domaine du rayonnement ultraviolet dans le vide.

Le monochromateur décrit ci-dessus présente en outre une luminosité relativement faibledue au grand nombre de surfaces réfléchissantes Ceci se fait surtout sentir dans le domaine de l'ultraviolet sous vide, o la réflectance ne

dépasse pas 0,5 (dans le visible elle s'élève à 0,85).

On connaît également un double monochromateur à réseaux (voir, par exemple, la Revue de l'Université de Leningrad ("l Vestnik Léningradskogo Unîversitéta"), Léningrad, 1973, NI 10, pp 57-58, fig 1) contenant une fente d'entrée, un premier réseau de diffraction, une fente intermédiaire, un second réseau de diffraction et une fente de sortie, tous ces éléments étant reliés optiquement et disposés dans cet ordre suivant le sens de propagation de la lumière La

rotation des réseaux de diffraction, au cours de l'explo-

ration du spectre d'émission, se fait par l'intermédiaire d'un dispositif d'exploration comprenant un moteur électrique

relié à l'un des réseaux au moyen d'une transmission méca-

nique La synchronisation de la rotation du secondréseau est obtenue à l'aide d'un mécanisme à levier en prise avec la

transmission mécanique.

Les deux parties dudit monochromateur isolent les radiations du premier ordre spectral et présentent les mêmes

paramètres du système optique, de sorte que, lors de liex-

ploration de spectre,-les deux réseaux tournent à des angles identiques. Ce monochromateur, par comparaison avec celui décrit précédemment et conforme au certificat d'auteur soviétique,

fournit une meilleure intensité lumineuse gràce à la suppres-

sion du système de miroirs et, donc, à la réduction du nombre de surfaces réfléchissantes Toutefois, étant donné qu'il ne fonctionne qu'avec le rayonnement du premier ordre spectral, ce monochromateur présente tous les inconvénients qui en découlent: soit un faible pouvoir séparateur, soit une faible puissance lumineuse pour un pouvoir séparateur ordonné En outre, le domaine spectral dudit monochromateur est limité par suite de la diminution de l'efficacité des réseaux au fur et à mesure que, au cours de l'exploration, les valeurs des angles d'incidence des rayons lumineux sur ces réseaux s'écartent de celle correspondant à la position des réseaux qui, dans le premier ordre spectral, assure la concentration maximale de l'énergie de la lumière de sortie (effet appelé "blaze") Par ailleurs, l'utilisation du mécanisme à levier dans le dispositif d'exploration, en raison des jeux éventuels qui peuvent y exister, ainsi que de l'influence des températures et des vibrations, ne permet pas d'obtenir une synchronisation suffisamment précise de la rotation des réseaux de diffraction, ce qui

affecte la précision de fonctionnement du monochromateur.

La présente invention a donc pour but de créer un

double monochromateur à réseaux assurant un pouvoir sépa-

rateur plus élevé tout en maintenant exempt de tout recou-

vrement le domaine spectral, ainsi qu'un domaine spectral plus large, et ce, en isolant les radiations de différents ordres spectraux après la diffraction de la lumière par les

réseaux de diffraction.

Ce but est atteint du fait que le double monochromateur à réseaux de diffraction, du type comprenant une fente d'entrée, un premier réseau de diffraction, une fente intermédiaire, un secon réseau de diffraction et une fente de sortie, ces éléments étant reliés optiquement entre eux

et étant disposés dans cet ordre suivant le sens de propa-

gation de la lumière, de même qu'un dispositif d'exploration destiné à modifier les positions angulaires des réseaux de diffraction pendant l'exploration du spectre d'émission,

ledit dispositif d'exploration étant muni d'un moteur élec-

strique cinématiquement relié à l'un des réseaux de diffrac-

tion, est caractérisé, suivant l'invention, en ce que le dispositif d'exploration comporte en outre un deuxième moteur électrique relié cinématiquement à l'autre réseau

de diffraction, un transmetteur de position angulaire du.

premier réseau de diffraction, un transmetteur de position angulaire du second réseau de diffraction, un programmateur pour la formation de signaux de consigne des positions angulaires des réseaux de diffraction pendant l'exploration de telle façon que les angles d'incidence de la lumière

venant frapper ces réseaux soient reliés entre eux confor-

mément à la relation 6 î 1 (sin "i+ sin X 11)| 2 ( sin < 2 + sin /82) ( 2) |K Y, 1 K | f 1 u ot'1, " 1 et 4 sont, respectivement: la constante de l'un des réseaux de diffraction, l'angle d'incidence du rayonnement sur ce réseau et l'angle de diffraction du rayonnement par ce réseau; 6-2 e " 2 et,82 sont, respectivement: la constante de l'autre réseau de diffraction, l'angle d'incidence du rayonnement sur ce réseau et l'angle de diffraction du rayonnement par ce réseau; k représente l'ordre spectral du rayonnement diffracté par l'un des réseaux et isolé par la fente située directement en aval de ce réseau, la valeur de k étant déterminée en fonction de la partie utile du domaine spectral du monochromateur, deux comparateurs pour la formation des signaux correspondant à la différence des signaux aux deux entrées de chacun desdits comparateurs, l'une des entrées de chaque comparateur étant connectée à l'une des sorties du programmateur, et l'autre, à la sortie du transmetteur de position angulaire du réseau respectif, et deux combinateurs dont l'entrée de chacun est branchée sur la sortie de l'un des comparateurs, tandis que la sortie de chaque combinateur est branchée sur l'entrée de

commande du moteur électrique respectif.

Pendant l'exploration, les réseaux de diffraction du monochromateurobjet de l'inventionsont disposés de façon à isoler les radiations de différents ordres spectraux, ce qui a pour effet d'améliorer le pouvoir séparateur de ce monochromateur tout en maintenant son domaine spectral exempt

de tout recouvrement par les autres ordres spectraux, L'élar-

gissement du domaine spectral du monochromateur est assuré

par le fait que celui-ci est subdivisé en plusieurs sous-

domaines de manière à employer dans chaque sous-domaine spectral un rayonnement dont les ordres spectraux diffèrent

des ordres spectraux du rayonnement dans les autres sous-

domaines, ce qui sera montré dans la description détaillée

de l'invention qui va suivre Dans ce cas, le fonctionnement du monochromateur est localisé, dans chaque sous-domaine spectral, à proximité de l'intervalle o a lieu l'effet "blaze", c'est-à-dire de la zone dans laquelle les réseaux

de diffraction présentent l'efficacité maximale.

Etant donné que chaque réseau est commandé individuel-

lement, que les angles de rotation sont déterminés par le programmateur, et que les transmetteurs enregistrent les positions angulaires réelles des réseaux, on obtient une meilleure concordance des positions angulaires des réseaux lors de l'exploration du spectre, d'o une précision accrue

du monochromateur.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts,

caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaît-

ront mieux à la lumière de la description explicative qui va

suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemplesnon limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels la figure 1 représente le schéma de principe du double monochromateur à réseaux selon l'invention, la figure 2 est un graphique illustrant le mode de sélection de combinaisons des ordres spectraux du rayonnement, dans le monochromateur représenté sur la figure 1, en fonction

de la partie utile de son domaine spectral.

Le double monochromateur à réseaux selon l'invention comprend une partie optique 1 (figure 1) et un dispositif

d'exploration 2 La partie optique 1 du monochromateur com-

porte: une fente d'entrée 3, un premier réseau concave de diffraction 4, une fente intermédiaire 5, un second réseau concave de diffraction 6 et une fente de sortie 7, tous ces éléments étant disposés successivement dans le sens de

propagation du rayonnement et étant reliés entre eux opti-

quement Pour permettre l'exploration du spectre d'émission, les réseaux 4 et 6 sont installés de façon à pouvoir tourner autour des axes passant par leurs centres et parallèles à leurs rayures, lesdits réseaux 4 et 6 étant disposés,par rapport à la lumière incidentejde façon à satisfaire la relation suivante en toute position de fonctionnement pendant l'exploration: " 1 t( sin " 1 + sin 1) 1 e 21 (sin 2 + sin 82) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ a _ _ _ _ _ _ _( 2)

1 k) k l+ 1-

o 1 est la constante de l'un des réseaux de diffraction, par exemple du réseau 4; 1 est l'angle d'incidence de la lumière sur le réseau 4; 1 est l'angle de diffraction de la lumière par le réseau 4; est la constante de l'autre réseau de diffraction, par exemple du réseau 6; 2 est l'angle d'incidence de la lumière sur le réseau 6; 2 est l'angle de diffraction de la lumière par le réseau 6; k est l'ordre spectral de la lumière diffractée par le

réseau 4 et isoléepar la fente 5 disposée immédiate-

ment en aval de ce réseau 4.

Le mode de sélection des valeurs de k pour chaque domaine spectral concret de fonctionnement du monochromateur sera

décrit plus loin.

Il est évident quedans la relation ( 2) ci-dessus, les symboles accompagnés de l'indice 1 peuvent se rapporter

aux paramètres relatifs au réseau 6, et les symboles accom-

pagnés de l'indice 2, aux paramètres concernant le réseau 4,.

étant donné que le fait que ce soit l'une ou l'autre moitié de la partie optique 1 du monochromateur qui fonctionne avec

un rayonnement d'un ordre supérieur n'a pas d'importance.

Les angles Z 1 'l T 4,J 2, et} 2 sont montrés sur la figure 1, o les chiffres de référence 8 et 9 désignent les

rayons centraux venant frapper les réseaux 4 et 6, respecti-

vement; Les chiffres de référence 10 et 11 représentent les normales aux centres des réseaux 4 et 6, respectivementles chiffres de référence 12 et 13 indiquent les rayons centraux diffractés par les réseaux 4 et 6, respectivement, les chiffres -de référence 14 et 15 représentent les bissectrices des angles entre les rayons 8 et 12 et entre les rayons 9 et 13, respectivement. Le dispositif d'exploration 2,qui a pour rôle de modifier la position angulaire des réseaux 4 et 6 lors de l'exploration, comporte deux mécanismes identiques 16 de commande en rotation des réseaux 4 et 6, un transmetteur 17 de position angulaire du réseau 4, un transmetteur 18 de position angulaire du réseau

6, un programmateur 19, des comparateurs 20 et 21 et des combi-

nateurs 22 et 23 Chaque mécanisme 16 de commande en rotation d'un réseau comprend un moteur électrique 24 associé à une transmission mécanique qui, dans le cas concret considèré de réalisation de l'invention, est constituée d'un réducteur 25, d'un mécanisme vis écrou comportant une vis 26 et un écrou 27, et d'un mécanisme sinusoïdal comprenant un poussoir 28 et un levier 29 La vis 26 du mécanisme vis écrou est reliée à l'arbre de sortie du réducteur 25, alors que le poussoir 28

du mécanisme sinusoïdal est solidaire de l'écrou 27 du mécanis-

me vis écrou Le réseau de diffraction 4 ou 6 est fixé sur le levier 29 du mécanisme sinusoïdal, l'axe de rotation du levier

29 passant par le centre du réseau respectif 4 ou 6 parallèle-

ment à ses rayures.

Les transmetteurs 17 et 18 peuvent se présenter sous forme, par exemple, d'un codeur "angle-chiffre" Dans le mode

considéré de réalisation du monochromateur, chacun des trans-

metteurs 17 et 18 est monté sur la vis 26 du mécanisme vis -

écrou commandant la rotation du réseau correspondant, mais

les transmetteurs 17 et 18 peuvent aussi être reliés directe-

ment aux réseaux 4 et 6 respectifs, o bien ils peuvent être reliés à d'autres éléments de la transmission mécanique du

mécanisme de commande en rotation correspondant.

Le programmateur 19 servant à former des signaux élec-

triques de commande des positions des réseaux 4 et 6 au cours de l'exploration conformément à la relation ( 2) peut être réalisé, par exemple, sous forme d'un microprocesseur muni d'une mémoire pour l'introduction de la fonction ( 2) et du programme de fonctionnement du monochromateur, et d'un bloc opérationnel servant à produire les signaux pour les compa- rateurs 20 et 21 Une première sortie du programmateur 19,

celle fournissant le signal de commande de la position angu-

laire du réseau de diffraction 4, est branchée sur une première

entrée du comparateur 20, dont une deuxième entrée est connec-

tée au transmetteur 17 de position du réseau 4 Une deuxième sortie du programmateur 19, qui émet le signal de commande de position angulaire du réseau de diffraction 6, est reliée à une première entrée du comparateur 21, dont une deuxième entrée est connectée au transmetteur 18 de position du réseau de diffraction 6 La sortie du comparateur 20 est branchée sur l'entrée du combinateur 22 dont la sortie est connectée à

l'entrée de commande du moteur électrique 24 relié cinémati-

quement au réseau de diffraction 4 La sortie du comparateur 21 est branchée sur l'entrée du combinateur 23, dont la sortie est connectée à l'entrée de commande du moteur électrique 24

lié cinématiquement au réseau de diffraction 6.

Le monochromateur de la présente invention fonctionne

comme suit.

Dans un premier temps, on procède à la mise en position initiale des réseaux de diffraction 4 et 6 en fonction du domaine des longueurs d'onde de la lumière à étudier Les

valeurs initiales des angles el et " 2 d'incidence du rayon-

nement arrivant sur les réseaux 4 et 6, respectivement, sont déterminées par le programmateur 19, dans la mémoire duquel est introduit au préalable le programme de fonctionnement du monochromateur, réalisant la relation ( 2) et déterminant la vitesse, le domaine et la séquence de balayage, de même que les ordres spectraux de la lumière séparée en aval des réseaux

4 et 6, etc Le programmateur 19 produit les signaux électri-

ques déterminant les valeurs initiales des angles" 1 et" 2 d'incidence de la lumière sur les réseaux 4 et 6, ces signaux

étant appliqués à la première entrée de chacun des compara-

teurs 20 et 21, tandis que les signaux en provenance des transmetteurs 17 et 18 et représentatifs de la position réelle respective des réseaux 4 et 6, sont appliqués à l'autre entrée de chacun desdits comparateurs Chacun des

comparateurs 20 et 21 forme un signal électrique corres-

pondant (par exemple proportionnel) à la différence entre les signaux d'entrée dudit comparateur et nécessaire pour faire tourner les réseaux 4 et 6 jusqu'à ce que les angles t N et " 2 atteignent les valeurs initiales requises Les signaux des comparateurs 20 et 21 sont convertis (par exemple amplifiés, déphasés, etc) par les combinateurs 22 et 23, respectivement, et sont transmis aux moteurs électriques 24, qui, en tournant, font tourner les réseaux de diffraction 4 et 6 par l'intermédiaire des réducteurs 25, des transmissions par vis et écrou et les mécanismes sinusoïdaux, ce qui fait varier d'une manière correspondanteles signaux de sortie des transmetteurs 17 et 18 La rotation des réseaux 4 et 6 cesse au moment o les signaux provenant des transmetteurs 17 et

18 deviennent égaux aux signaux i sortie respectifs du pro-

grammateur 19, les réseaux occupant alors les positions

initiales exigées.

La sélection des combinaisons des ordres spectraux de rayonnement à introduire dans le programme du programmateur 19 est illustrée sur la figure 2 représentant graphiquement les relations entre les sinus des angles de rotation des réseaux de diffraction et les longueurs d'onde pour les différents ordres spectraux du rayonnement Les symboles adoptés sur la figure 2 ont les significations suivantes: /\-longueur d'onde du rayonnement émis, i_ angle de rotation de l'un des réseaux, par exemple 4,

à partir de la position correspondant à l'ordre spec-

tral 0, c'est-à-dire l'angle entre la normale 10 et la bissectrice 14 de la figure 1; etangle de rotation de l'autre réseau de diffraction, par exemple 6, à partir de la position correspondant à l'ordre spectral 0, c'està-dire l'angle entre la normale 11 et la bissectrice 15 de la figure 1, 4 et i valeurs des anglesi 1 et 2, respectivement, qui assurent l'effet "blaze', c'est-à-dire l'efficacité maximale des réseaux de diffraction; k 1 et k 2 les ordres spectraux de la lumière diffractée

par les réseaux respectifs.

On voit sur la figure 2 que tout le domaine spectral \ 1 à a du monochromateur peut être subdivisé en plusieurs sous-domaines A àA 2 ' ' ' À 5 à a 6 dans chacun desquels se trouve une paire d'ordres spectraux k 1 et k 2 pour laquelle les angles de rotation & 1 et a 2 des réseaux de diffraction

sont proches des valeurs 1 et t 2 correspondant à l'inter-

valle "blaze", comme cela est représenté par les segments de ligne forts, les ordres spectraux k 1 et k de chacune de ces paires répondant à la relation 1 k 2 = 1 k 11 + 1 Ainsi, si la radiation à étu ier se trouve dans le sous-domaine compris entre YA$ et A, il est avantageux d'avoir recours aux ordres spectraux k 1 = 2 et k 2 = 3 La nécessité de choisir des ordres k 1 et k 2 pour chaque sous-domaine de façon que la différence entre leurs valeurs absolues soit égale à 1 trouve son explication dans le fait que, q and cette condition est respectée, le domaine spectral A exempt de recouvrement est égal à la limite inférieure du domaine spectral du monochromateur, c'est-à-dire qu'il n'est pas rétréci en comparaison du domaine libre d'un monochromateur

qui n'emploie que la radiation de premier ordre spectral.

Les réseaux 4 et 6 ayant ainsi été amenés en position

initiale, le monochromateur est prêt à être utilisé, Le.

rayonnement pénètre dans le monochromateur par la fente d'entrée 3 et tombe sur le premier réseau de diffraction 4, à partir duquel les rayons diffractés par ledit réseau 4 dans l'ordre spectral k 1 sont focalisés dans une section méridienne sur la surface de la fente intermédiaire 5 qui ne laisse passer que la lumière monochromatique ÀLa lumière ayantpassé au travers de la fente 5 arrive sur le second réseau de diffraction 6, d'o elle est diffractée dans l'ordre spectral k 2 et focalisée dans une section méridienne

sur la surface de la fente de sortie 7 La lumière monochro-

matique ayant traversé la fente 7 sort du monochromateur.

L'exploration des longueurs d'onde est obtenue par

rotation coordonnée des réseaux 4 et 6 autour d'axés paral-

lèles à leurs rayures et passant par leurs centres Les signaux de commande des moteurs 24 sont produits à l'aide du programmateur 19 au cours du balayage de la même façon

que les signaux servant à amener les réseaux 4 et 6 en posi-

tion initiale Les signaux sortant du programmateur 19 et imposant les lois de variation des angles S et de rotation des réseaux dans le temps en conformité avec la relation ( 2),

ont des valeurs différentes, car les réseaux 4 et 6 fonction-

nent dans des ordres spectraux différents, comme mentionné plus haut Pour que la relation ( 2) soit respectée, il est nécessaire que le rapport des vitesses angulaires de rotation des réseaux 4 et 6 soit constant et égal à 1 k 11/ Ik 2 Iou, comme

1 k 21 = jk 1)+ 1, qu'il soit égal à Jk 1 f/ ( 1 k 1 j+ 1).

*Le programme du programmateur 19 peut également tenir

compte de facteurs supplémentaires, par exemple des correc-

tions à apporter dans les positions angulaires des réseaux 4 et 6 conformément à des polynômes de calibrage introduits préalablement dans la mémoire du programmateur pour la

compensation des erreurs cinématiques survenant systématique-

ment dans les mécanismes 16 de commande en rotation des réseaux.

Les signaux produits par le programmateur 19 et déter-

minant les valeurs actuelles nécessairesdes angles 81 et 52 de rotation des réseaux 4 et 6, sont transmis aux premières entrées des comparateurs 20 et 21, qui ont pour fonction de comparer ces valeurs aux valeurs réelles des positions angulaires des réseaux relevées par les transmetteurs 17 et 18, respectivement Les comparateurs 20 et 21 envoient des signaux d'erreur aux combinateurs 22 et 23 respectifs Les combinateurs 22 et 23 procèdent à la suppression de la discordance dans les positions respectives des réseaux 4 et 6 en mettant en marche les moteurs électriques 24 jusqu'à ce que les réseaux 4 et 6 occupent les positions assignées

par le programmateur 19.

Il est à signaler que l'exemple concret de réalisation de l'invention décrit ci-dessus n'est pas limitatif en ce

qui concerne le type de double monochromateur auquel s'appli-

que l'invention Le principe proposé par l'invention pour la réalisation de doubles monochromateurs à réseaux munis d'un système de commande s'applique également, par exemple, aux doubles monochromateurs à deux réseaux plans de diffraction et à système optique de focalisation correspondant (par exemple, systèmes optiques Czerny-Turner, Ebert-Fastie et autres) L'utilisation de tels systèmes complique la partie

optique du monochromateur du fait de l'utilisation de surfa-

ces réfléchissantes supplémentaires, mais la relation entre

les angles de rotation des réseaux et la longueur d'onde du-

rayonnement en fonction des ordres spectraux choisis, est

identique à celle décrite plus haut, et le dispositif d'ex-

ploration ne diffère pas de celui examiné ci-dessus du point de vue fonctionnel Le monochromateur de la présente invention assure une

meilleure résolution et un élargissement de la région spec-

trale Cece est dû à l'accroissement de la dispersion angu-

laire grâce à la séparation, dans chacune des deux moitiés

du monochromateur, d'une lumière d'un ordre spectral diffé-

rent Par exemple, un double monochromateur isolant une lumière des cinquième et sixième ordres spectraux possède, en cas de fonctionnement en régime d'addition des dispersions, une dispersion angulaire de 11 fois plus grande que celle du monochromateur connu Ceci permet d'augmenter d'un ordreen

moyenne, la résolution du monochromateur, la meilleure ré-

solution étant obtenue dans la partie des ondes courtes du spectre. L'élargissem-ent du domaine spectral du monochromateur de la présente invention est assuré par le fait qu'il est capable d'analyser la lumière de plusieurs paires d'ordres spectraux Si l'onutilise, par exemple, des paires d'ordres

spectraux allant de 1,2 à 5,6, le domaine spectral du mono-

chromateur proposé se situe dans la région des longueurs d'onde comprise entre 62 nm et 267 nm (calculs faits selon

les méthodes connues), alors que dans le cas o l'on n'uti-

lise que la lumière de premier ordre spectral (cas des monochromateurs connus), le domaine spectral est compris

entre 62 nm et 186 nm seulement.

En outre, la commande électronique de rotation des réseaux de diffraction, dans le manochromateur conforme à l'invention, garantit une haute précision d'analyse en réduisant l'erreur de concordance des positions angulaires des réseaux et permet par là-même d'améliorer la précision de la lecture d'une longueur d'onde pour la lumière passant par le monochromateur Dans les monochromateurs connus, l'erreur de concordance des positions angulaires des réseaux est habituellement compensée grâce à l'élargissement de la

fente intermédiaire (monochromateurs à addition des disper-

si Qns) ou de la fente de sortie (monochromateurs à soustrac-

tion des dispersions), ce qui a pour conséquence d'élever

le niveau du rayonnement perturbateur sortant du monochroma-

teur en affectant du même coup le rapport signal bruit lors des études spectroscopiques Grâce à sa précision d'exploration améliorée, le monochromateur de la présente invention rend possible l'emploi d'une fente intermédiaire (ou de sortie) plus étroite, et par conséquent, d'élever

la qualité des études spectroscopiques.

Claims (1)

1. REVENDICATION

   Double monochromateur à réseaux, du type comportant une fente d'entrée ( 3), un premier réseau de diffraction

   ( 4), une fente intermédiaire ( 5), un second réseau de diffrac-

   tion ( 6) et une fente de sortie ( 7), tous ces élements étant optiquement reliés entre eux et disposes dans cet ordre suivant le sens de propagation de la lumière, et un dispositif d'exploration ( 2) pour la modification des positions angulaires des réseaux de diffraction ( 4,6) au cours de l'exploration du spectre d'émission, ledit dispositif d'exploration ( 2) comportant un moteur électrique ( 24) lié cinématiquement à l'un des réseaux de diffraction ( 4 ou 6), caractérisé en ce que le dispositif d'exploration ( 2) comprend en outre: un moteur électrique ( 24) lié cinématiquement à l'autre réseau de diffraction ( 6 ou 4); un transmetteur ( 17) de position angulaire du premier réseau de diffraction ( 4); un transmetteur ( 18) de position

   angulaire du second réseau de diffraction ( 6) t un programma-

   teur ( 19) pour la formation de signaux déterminant les positions angulaires des réseaux de diffraction ( 4, 6) pendant l'exploration du spectre d'émission de telle façon que les

   angles d'incidence de la lumière sur les réseaux de diffrac-

   tion ( 4, 6) soient liés entre eux par la relation: C 1 (sin 1 + sin 11) I _ 2 I (Sinc( 2 + Sin 12 kl ik I + 1 Ot 1, c 1 et-A 1 sont respectivement: la constante de l'un des réseaux de diffraction ( 4 ou 6), l'angle d'incidence de la lumière sur ce réseau et l'angle de diffraction de la lumière par ce réseau; 62 ' i 2 et J 32 sont respectivement: la constante de l'autre réseau de diffraction ( 6 ou 4), l'angle d'incidence de la lumière sur ce réseau et l'angle de diffraction de la lumière par ce réseau; k représente l'ordre spectral du rayonnement diffracté par l'un des réseaux de diffraction ( 4 ou 6) et séparé par la fente ( 5 ou 7) située directement en aval de ce réseau, la valeur de k étant déterminée d'après la partie utilisée du domaine spectral du monochromateur; deux comparateurs ( 20, 21) pour la formation de signaux correspondant à la différence des signaux appliqués à leurs deux entrées, l'une des entrées de chaque comparateur ( 20,21) étant connectée à l'une des sorties du programmateur < 19), et sa seconde entrée, à la sortie du transmetteur ( 17, 18, respectivement) de position angulaire du réseau de diffraction correspondant ( 4, 6) et deux combinateurs ( 22, 23) qui ont chacun une entrée reliée à la sortie de l'un des comparateurs ( 20,21, respectivement), et une sortie reliée à l'entrée de

   commande du moteur électrique ( 24) correspondant.