RU2004116136A - Способ спектрометрии и устройство для его осуществления (варианты) - Google Patents

Claims (28)

1. Способ спектрометрии, основанный на регистрации двух систем интерференционных полос стоячей световой волны посредством двух тонких частично пропускающих слоев, рассеивающих или поглощающих энергию электрического поля стоячей световой волны, толщина которых не более λ/2, где λ - длина световой волны, при этом упомянутые слои располагают между источником светового излучения и отражающим зеркалом под углом θ к волновому фронту световой волны, регистрацию упомянутых систем интерференционных полос стоячей световой волны осуществляют в виде сигналов пространственной частоты путем проецирования изображения упомянутых систем на периодическую систему, содержащую фотоэлементы, полученные с упомянутых фотоэлементов электрические сигналы регистрируют в виде их зависимости от местоположения этих фотоэлементов в упомянутой периодической системе и анализируют, отличающийся тем, что при произвольно заданном угле ψ_x в плоскости падения xz светового излучения, где z - положительная ось, направленная в сторону среды, в которой распространяется падающая волна, а х - положительная ось, лежащая на плоскости отражающего зеркала, которое служит плоскостью z=0, плоскость одного из упомянутых тонких частично пропускающих слоев разворачивают по оси, совпадающей с направлением распространения светового излучения, относительно плоскости второго тонкого частично пропускающего слоя на величину угла Ω, лежащего в диапазоне 90°-180°, регистрацию полученных на каждом из тонких частично пропускающих слоев систем интерференционных полос стоячей световой волны осуществляют в виде двух пространственных частот с периодами d₁ и d₂, связанными с длиной волны λ светового излучения и углом ψ_x падения светового излучения на отражающее зеркало следующими соотношениями:

по которым определяют угол ψ_x падения светового излучения на отражающее зеркало и длину волны λ светового излучения.

2. Способ спектрометрии по п.1, отличающийся тем, что тонкие частично пропускающие слои выполняют из люминесцентного вещества.

3. Интерферометр, содержащий оптически сопряженные источник светового излучения, отражающее зеркало, спектроанализатор и два тонких частично пропускающих слоя, рассеивающих или поглощающих энергию электрического поля стоячей световой волны, расположенных между источником светового излучения и отражающим зеркалом и установленных наклонно к плоскости упомянутого зеркала, при этом отражающее зеркало выполнено частично пропускающим световое излучение, а позади него расположена периодическая система, содержащая фотоэлементы, отличающийся тем, что интерферометр дополнительно снабжен равнобедренной оптической призмой, на основании которой расположено упомянутое зеркало, при этом упомянутые тонкие частично пропускающие слои расположены на двух равнобедренных боковых гранях призмы под углом φ=0,001-10° к ее основанию.

4. Интерферометр по п.3, отличающийся тем, что тонкие частично пропускающие слои выполнены из люминесцентного вещества.

5. Способ спектрометрии, основанный на регистрации систем интерференционных полос стоячей световой волны, образованных в двух тонких частично пропускающих слоях, рассеивающих или поглощающих энергию электрического поля стоячей световой волны, толщина которых не более λ/2, где λ - длина световой волны, оптически сопряженных с отражающим зеркалом, а регистрацию упомянутых систем интерференционных полос стоячей световой волны осуществляют в виде сигналов пространственной частоты путем проецирования изображения упомянутых систем на периодическую систему, содержащую фотоэлементы, полученные с упомянутых фотоэлементов электрические сигналы регистрируют в виде их зависимости от местоположения этих фотоэлементов в упомянутой периодической системе и анализируют, отличающийся тем, что при произвольно заданном угле ρ падения светового излучения, представляющем собой широту ρ на единичной сфере с экватором, лежащим в плоскости отражающего зеркала, формируют четыре системы интерференционных полос стоячей световой волны посредством расположения двух тонких частично пропускающих слоев на двух равнобедренных боковых гранях оптической призмы под углом φ=0,001-10° к ее основанию, на котором располагают упомянутое отражающее зеркало, при этом равнобедренную оптическую призму выполняют из анизотропного одноосного кристалла с двойным лучепреломлением с показателями преломления n_о и n_е обыкновенного и необыкновенного лучей, соответственно, угол ρ_о между главной осью упомянутого кристалла и осью z, направленной в сторону среды, в которой распространяется падающая волна, и совпадающей с нормалью к плоскости отражающего зеркала, задают от -90° до +90°, угол τ_о между проекцией главной оси упомянутого кристалла на плоскость отражающего зеркала и линией, лежащей в плоскости основания призмы и перпендикулярной ребру, образованному основанием призмы и ее боковой гранью, задают в диапазоне τ_о=0-360°, регистрацию полученных на первом тонком частично пропускающем слое систем интерференционных полос стоячей световой волны осуществляют в виде двух пространственных частот с периодами d₁ и d₂, связанными с расходимостью θ_о, длиной волны λ светового излучения и углом ρ падения светового излучения на отражающее зеркало следующими соотношениями:

регистрацию полученных на втором тонком частично пропускающем слое систем интерференционных полос стоячей световой волны осуществляют в виде двух пространственных частот с периодами d₃, и d₄, связанными с расходимостью θ_о, длиной волны λ светового излучения и углом ρ падения светового излучения на отражающее зеркало следующими соотношениями:

по которым определяют угол ρ падения светового излучения на отражающее зеркало, расходимость θ_о и длину волны λ светового излучения.

6. Способ спектрометрии по п.6, отличающийся тем, что тонкие частично пропускающие слои выполняют из люминесцентного вещества.

7. Интерферометр, содержащий оптически сопряженные источник светового излучения, отражающее зеркало, спектроанализатор и два тонких частично пропускающих слоя, рассеивающих или поглощающих энергию электрического поля стоячей световой волны, расположенных между источником светового излучения и отражающим зеркалом и установленных наклонно к плоскости упомянутого зеркала, при этом отражающее зеркало выполнено частично пропускающим световое излучение, а позади него расположена периодическая система, содержащая фотоэлементы, отличающийся тем, что интерферометр дополнительно снабжен равнобедренной оптической призмой, на основании которой расположено упомянутое зеркало, при этом упомянутые тонкие частично пропускающие слои расположены на двух равнобедренных боковых гранях призмы под углом φ=0,001-10° к ее основанию, а равнобедренная оптическая призма выполнена из анизотропного одноосного кристалла с двойным лучепреломлением, при этом угол ρ_о между главной осью упомянутого кристалла и осью z, направленной в сторону среды, в которой распространяется падающая волна, и совпадающей с нормалью к плоскости отражающего зеркала, задан от -90° до +90°, угол ρ_о между проекцией главной оси упомянутого кристалла на плоскость отражающего зеркала и линией, лежащей в плоскости основания призмы и перпендикулярной ребру, образованному основанием призмы и ее боковой гранью, задан в диапазоне τ_о =0-360°.

8. Интерферометр по п.7, отличающийся тем, что тонкие частично пропускающие слои выполнены из люминесцентного вещества.

9. Способ спектрометрии, основанный на регистрации систем интерференционных полос стоячей световой волны посредством тонких частично пропускающих слоев, рассеивающих или поглощающих энергию электрического поля стоячей световой волны, толщина которых не более λ/2, где λ - длина световой волны, при этом упомянутые слои располагают между источником светового излучения и отражающим зеркалом под углом θ к волновому фронту световой волны, регистрацию упомянутых систем интерференционных полос стоячей световой волны осуществляют в виде сигналов пространственной частоты путем проецирования изображения упомянутых систем на периодическую систему, содержащую фотоэлементы, полученные с упомянутых фотоэлементов электрические сигналы регистрируют в виде их зависимости от местоположения этих фотоэлементов в упомянутой периодической системе и анализируют, отличающийся тем, что, при произвольно заданных углах ρ и τ падения светового излучения, представляющих собой широту ρ и долготу τ на единичной сфере с экватором, лежащим в плоскости отражающего зеркала, формируют три системы интерференционных полос стоячей световой волны посредством трех тонких частично пропускающих слоев, плоскость каждого из которых разворачивают по оси, совпадающей с направлением распространения светового излучения, относительно плоскости близлежащих тонких частично пропускающих слоев на угол 120°, регистрацию полученных на каждом из тонких частично пропускающих слоев систем интерференционных полос стоячей световой волны осуществляют в виде трех пространственных частот с периодами d₁, d₂ и d₃, связанными с длиной волны λ светового излучения и углами ρ и τ падения светового излучения на отражающее зеркало следующими соотношениями:

по которым определяют углы ρ и τ падения светового излучения на отражающее зеркало и длину волны λ светового излучения.

10. Способ спектрометрии по п.9, отличающийся тем, что тонкие частично пропускающие слои выполняют из люминесцентного вещества.

11. Интерферометр, содержащий оптически сопряженные источник светового излучения, отражающее зеркало, спектроанализатор и тонкие частично пропускающие слои, рассеивающие или поглощающие энергию электрического поля стоячей световой волны, расположенные между источником светового излучения и отражающим зеркалом и установленные наклонно к плоскости упомянутого зеркала, при этом отражающее зеркало выполнено частично пропускающим световое излучение, а позади него расположена периодическая система, содержащая фотоэлементы, отличающийся тем, что интерферометр дополнительно снабжен равнобедренной оптической призмой, на основании которой расположено упомянутое зеркало, при этом упомянутые тонкие частично пропускающие слои расположены на трех равнобедренных боковых гранях призмы под углом φ=0,001-10° к ее основанию.

12. Интерферометр по п.11, отличающийся тем, что тонкие частично пропускающие слои выполнены из люминесцентного вещества.

13. Интерферометр по п.11, отличающийся тем, что периодическая система, содержащая фотоэлементы, выполнена в виде фоточувствительных линеек, каждая из которых расположена по проекции биссектрисы угла при вершине равнобедренной боковой грани призмы на основание призмы.

14. Способ спектрометрии, основанный на регистрации систем интерференционных полос стоячей световой волны, образованных в тонких частично пропускающих слоях, рассеивающих или поглощающих энергию электрического поля стоячей световой волны, толщина которых не более λ/2, где λ - длина световой волны, оптически сопряженных с отражающим зеркалом, а регистрацию упомянутых систем интерференционных полос стоячей световой волны осуществляют в виде сигналов пространственной частоты путем проецирования изображения упомянутых систем на периодическую систему, содержащую фотоэлементы, полученные с упомянутых фотоэлементов электрические сигналы регистрируют в виде их зависимости от местоположения этих фотоэлементов в упомянутой периодической системе и анализируют, отличающийся тем, что при произвольно заданных углах ρ и τ падения светового излучения, представляющих собой широту ρ и долготу τ на единичной сфере с экватором, лежащим в плоскости отражающего зеркала, формируют шесть систем интерференционных полос стоячей световой волны посредством расположения трех тонких частично пропускающих слоев на трех равнобедренных боковых гранях оптической призмы под углом φ=0,001-10° к ее основанию, на котором располагают упомянутое отражающее зеркало, при этом равнобедренную оптическую призму выполняют из анизотропного одноосного кристалла с двойным лучепреломлением с показателями преломления n_о и n_е обыкновенного и необыкновенного лучей, соответственно, угол ρ_o между главной осью упомянутого кристалла и осью z, направленной в сторону среды, в которой распространяется падающая волна, и совпадающей с нормалью к плоскости отражающего зеркала, задают от -90° до +90°, угол τ_o между проекцией главной оси упомянутого кристалла на плоскость отражающего зеркала и линией, лежащей в плоскости основания призмы и перпендикулярной ребру, образованному основанием призмы и одной из ее боковых граней, задают в диапазоне τ_о=0-360°, регистрацию полученных на первом тонком частично пропускающем слое систем интерференционных полос стоячей световой волны осуществляют в виде двух пространственных частот с периодами d₁ и d₂, связанными с расходимостью θ_о, длиной волны λ светового излучения и углами ρ и τ падения светового излучения на отражающее зеркало следующими соотношениями:

регистрацию полученных на втором тонком частично пропускающем слое систем интерференционных полос стоячей световой волны осуществляют в виде двух пространственных частот с периодами d₃, и d₄, связанными с расходимостью θ_о, длиной волны λ светового излучения и углами ρ и τ падения светового излучения на отражающее зеркало следующими соотношениями:

регистрацию полученных на третьем тонком частично пропускающем слое систем интерференционных полос стоячей световой волны осуществляют в виде двух пространственных частот с периодами d₅, и d₆, связанными с расходимостью θ_о, длиной волны λ светового излучения и углами ρ и τ падения светового излучения на отражающее зеркало следующими соотношениями:

по которым определяют углы ρ и τ падения светового излучения на отражающее зеркало, расходимость θ_о и длину волны λ светового излучения.

15. Способ спектрометрии по п.14, отличающийся тем, что тонкие частично пропускающие слои выполняют из люминесцентного вещества.

16. Интерферометр, содержащий оптически сопряженные источник светового излучения, отражающее зеркало, спектроанализатор итонкие частично пропускающие слои, рассеивающие или поглощающие энергию электрического поля стоячей световой волны, расположенные между источником светового излучения и отражающим зеркалом и установленные наклонно к плоскости упомянутого зеркала, при этом отражающее зеркало выполнено частично пропускающим световое излучение, а позади него расположена периодическая система, содержащая фотоэлементы, отличающийся тем, что интерферометр дополнительно снабжен равнобедренной оптической призмой, на основании которой расположено упомянутое зеркало, при этом упомянутые тонкие частично пропускающие слои расположены на трех равнобедренных боковых гранях призмы под углом φ=0,001-10° к ее основанию, а равнобедренная оптическая призма выполнена из анизотропного одноосного кристалла с двойным лучепреломлением, при этом угол ρ_о между главной осью упомянутого кристалла и осью z, направленной в сторону среды, в которой распространяется падающая волна, и совпадающей с нормалью к плоскости отражающего зеркала, задан от -90° до +90°, угол τ_о между проекцией главной оси упомянутого кристалла на плоскость отражающего зеркала и линией, лежащей в плоскости основания призмы и перпендикулярной ребру, образованному основанием призмы и одной из ее боковых граней, задан в диапазоне τ_o=0-360°.

17. Интерферометр по п.16, отличающийся тем, что тонкие частично пропускающие слои выполнены из люминесцентного вещества.

18. Интерферометр по п.16, отличающийся тем, что периодическая система, содержащая фотоэлементы, выполнена в виде фоточувствительных линеек, каждая из которых расположена по проекции биссектрисы угла при вершине равнобедренной боковой грани призмы на основание призмы.

19. Способ спектрометрии, основанный на регистрации систем интерференционных полос стоячей световой волны посредством тонких частично пропускающих слоев, рассеивающих или поглощающих энергию электрического поля стоячей световой волны, толщина которых не более λ/2, где λ - длина световой волны, при этом упомянутые слои располагают между источником светового излучения и отражающим зеркалом под углом θ к волновому фронту световой волны, регистрацию упомянутых систем интерференционных полос стоячей световой волны осуществляют в виде сигналов пространственной частоты путем проецирования изображения упомянутых систем на периодическую систему, содержащую фотоэлементы, полученные с упомянутых фотоэлементов электрические сигналы регистрируют в виде их зависимости от местоположения этих фотоэлементов в упомянутой периодической системе и анализируют, отличающийся тем, что при произвольно заданных углах ψ_х и ψ_у в плоскостях падения xz и yz светового излучения, где z - положительная ось, направленная в сторону среды, в которой распространяется падающая волна, а х и у -взаимоперпендикулярные положительные оси, лежащие на плоскости отражающего зеркала, которое служит плоскостью z=0, формируют четыре системы интерференционных полос стоячей световой волны посредством четырех тонких частично пропускающих слоев, плоскость каждого из которых разворачивают по оси, совпадающей с направлением распространения светового излучения, относительно плоскости близлежащих тонких частично пропускающих слоев на угол 90°, регистрацию полученных на каждом из тонких частично пропускающих слоев систем интерференционных полос стоячей световой волны осуществляют в виде четырех пространственных частот с периодами d₁, d₂, d₃ и d₄, связанными с длиной волны λ светового излучения и углами ψ_x, ψ_у падения светового излучения на отражающее зеркало следующими соотношениями:

по которым определяют углы ψ_x, ψ_y падения светового излучения на отражающее зеркало и длину волны λ светового излучения.

20. Способ спектрометрии по п.19, отличающийся тем, что тонкие частично пропускающие слои выполняют из люминесцентного вещества.

21. Интерферометр, содержащий оптически сопряженные источник светового излучения, отражающее зеркало, спектроанализатор и тонкие частично пропускающие слои, рассеивающие или поглощающие энергию электрического поля стоячей световой волны, расположенные между источником светового излучения и отражающим зеркалом и установленные наклонно к плоскости упомянутого зеркала, при этом отражающее зеркало выполнено частично пропускающим световое излучение, а позади него расположена периодическая система, содержащая фотоэлементы, отличающийся тем, что интерферометр дополнительно снабжен равнобедренной оптической призмой, на основании которой расположено упомянутое зеркало, при этом упомянутые тонкие частично пропускающие слои расположены на четырех равнобедренных боковых гранях призмы под углом φ=0,001-10° к ее основанию.

22. Интерферометр по п.21, отличающийся тем, что тонкие частично пропускающие слои выполнены из люминесцентного вещества.

23. Интерферометр по п.21, отличающийся тем, что периодическая система, содержащая фотоэлементы, выполнена в виде фоточувствительных линеек, каждая из которых расположена по проекции биссектрисы угла при вершине равнобедренной боковой грани призмы на основание призмы.

24. Способ спектрометрии, основанный на регистрации систем интерференционных полос стоячей световой волны, образованных в тонких частично пропускающих слоях, рассеивающих или поглощающих энергию электрического поля стоячей световой волны, толщина которых не более λ/2, где λ - длина световой волны, оптически сопряженных с отражающим зеркалом, а регистрацию упомянутых систем интерференционных полос стоячей световой волны осуществляют в виде сигналов пространственной частоты путем проецирования изображения упомянутых систем на периодическую систему, содержащую фотоэлементы, полученные с упомянутых фотоэлементов электрические сигналы регистрируют в виде их зависимости от местоположения этих фотоэлементов в упомянутой периодической системе и анализируют, отличающийся тем, что, при произвольно заданных углах ψ_х и ψ_y в плоскостях падения xz и yz светового излучения, где z - положительная ось, направленная в сторону среды, в которой распространяется падающая волна, а х и у - взаимоперпендикулярные положительные оси, лежащие на плоскости отражающего зеркала, которое служит плоскостью z=0, формируют восемь систем интерференционных полос стоячей световой волны посредством расположения четырех тонких частично пропускающих слоев на четырех равнобедренных боковых гранях оптической призмы под углом φ=0,001-10° к ее основанию, на котором располагают упомянутое отражающее зеркало, при этом равнобедренную оптическую призму выполняют из анизотропного одноосного кристалла с двойным лучепреломлением с показателями преломления n_o и n_е обыкновенного и необыкновенного лучей, соответственно, угол ρ_о между главной осью упомянутого кристалла и осью z, направленной в сторону среды, в которой распространяется падающая волна, и совпадающей с нормалью к плоскости отражающего зеркала, задают от -90° до +90°, угол τ_о между проекцией главной оси упомянутого кристалла на плоскость отражающего зеркала и линией, лежащей в плоскости основания призмы и перпендикулярной ребру, образованному основанием призмы и одной из ее боковых граней, задают в диапазоне τ_о=0-360°, регистрацию полученных на первом тонком частично пропускающем слое систем интерференционных полос стоячей световой волны осуществляют в виде двух пространственных частот с периодами d₁ и d₂, связанными с расходимостью θ_о, длиной волны λ светового излучения и углами ψ_х и ψ_у падения светового излучения на отражающее зеркало следующими соотношениями:

регистрацию полученных на втором тонком частично пропускающем слое систем интерференционных полос стоячей световой волны осуществляют в виде двух пространственных частот с периодами d₃, и d₄, связанными с расходимостью θ_о, длиной волны λ светового излучения и углами ψ_х и ψ_y падения светового излучения на отражающее зеркало следующими соотношениями:

регистрацию полученных на третьем тонком частично пропускающем слое систем интерференционных полос стоячей световой волны осуществляют в виде двух пространственных частот с периодами d₅, и d₆, связанными с расходимостью θ_о, длиной волны λ светового излучения и углами ψ_х и ψ_y падения светового излучения на отражающее зеркало следующими соотношениями:

регистрацию полученных на четвертом тонком частично пропускающем слое систем интерференционных полос стоячей световой волны осуществляют в виде двух пространственных частот с периодами d₇, и d₈, связанными с расходимостью θ_о, длиной волны λ светового излучения и углами ψ_х и ψ_y падения светового излучения на отражающее зеркало следующими соотношениями:

по которым определяют углы ψ_х и ψ_y падения светового излучения на отражающее зеркало, расходимость θ_о и длину волны λ светового излучения.

25. Способ спектрометрии по п.24, отличающийся тем, что тонкие частично пропускающие слои выполняют из люминесцентного вещества.

26. Интерферометр, содержащий оптически сопряженные источник светового излучения, отражающее зеркало, спектроанализатор и тонкие частично пропускающие слои, рассеивающие или поглощающие энергию электрического поля стоячей световой волны, расположенные между источником светового излучения и отражающим зеркалом и установленные наклонно к плоскости упомянутого зеркала, при этом отражающее зеркало выполнено частично пропускающим световое излучение, а позади него расположена периодическая система, содержащая фотоэлементы, отличающийся тем, что интерферометр дополнительно снабжен равнобедренной оптической призмой, на основании которой расположено упомянутое зеркало, при этом упомянутые тонкие частично пропускающие слои расположены на четырех равнобедренных боковых гранях призмы под углом φ=0,001-10° к ее основанию, а равнобедренная оптическая призма выполнена из анизотропного одноосного кристалла с двойным лучепреломлением, при этом угол ρ_о между главной осью упомянутого кристалла и осью z, направленной в сторону среды, в которой распространяется падающая волна, и совпадающей с нормалью к плоскости отражающего зеркала, задан от -90° до +90°, угол τ_о между проекцией главной оси упомянутого кристалла на плоскость отражающего зеркала и линией, лежащей в плоскости основания призмы и перпендикулярной ребру, образованному основанием призмы и одной из ее боковых граней, задан в диапазоне τ_о=0-360°.

27. Интерферометр по п.26, отличающийся тем, что тонкие частично пропускающие слои выполнены из люминесцентного вещества.

28. Интерферометр по п.26, отличающийся тем, что периодическая система, содержащая фотоэлементы, выполнена в виде фоточувствительных линеек, каждая из которых расположена по проекции биссектрисы угла при вершине равнобедренной боковой грани призмы на основание призмы.