RU2012125623A

RU2012125623A - Оптический спектрометр с вогнутой дифракционной решеткой

Info

Publication number: RU2012125623A
Application number: RU2012125623/28A
Authority: RU
Inventors: Эмманюэль ФРЕТЕЛЬ; Марко КАЗАРЕС; Оливье БОННОТ; Оливье РОЖРЬЁ
Original assignee: Ориба Жобен Ивон Сас
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2013-12-27
Also published as: CN102713541A; WO2011061447A1; EP2502038A1; FR2953017B1; CN102713541B; EP2502038B1; FR2953017A1; BR112012011819A2

Abstract

1. Оптический спектрометр с вогнутой дифракционной решеткой, содержащий:входную щель (3) для приема и формирования падающего пучка (5), содержащего по меньшей мере одну длину волны λ,вогнутую дифракционную решетку (1) для приема падающего пучка (5) с углом α падения и для дифрагирования указанного пучка с образованием дифрагированного пучка (6, 6а, 6b, 6с), образующего угол β(λ) с нормалью к решетке (1),по меньшей мере одно вогнутое зеркало (8, 8а, 8b, 8с), сформированное в виде части цилиндра круглого поперечного сечения с радиусом r, при этом указанное зеркало (8, 8а, 8b, 8с) выполнено с возможностью приема дифрагированного пучка (6, 6а, 6b, 6с) в направлении β(λ) и фокусирования его по меньшей мере на одной выходной щели (4, 4а, 4b, 4с), ипо меньшей мере один фотодетектор (9, 9а, 9b, 9с), оптически связанный с указанной выходной щелью (4, 4а, 4b, 4с), для измерения пучка (6, 6а, 6b, 6с), дифрагированного и сфокусированного указанным цилиндрическим зеркалом (8, 8а, 8b, 8с),отличающийся тем, что указанное зеркало (8, 8а, 8b, 8с) расположено на листообразной кривой (7) на расстоянии d(λ) в направлении дифракционной решетки (1) от фокусной точки дифрагированного пучка (6, 6а, 6b, 6с) в направлении β(λ) на круге (2) Роуланда, так чтоd(λ)=r/2/cos(β).2. Спектрометр по п.1, отличающийся тем, что входная щель (3) спектрометра расположена на круге (2) Роуланда вогнутой дифракционной решетки (1).3. Спектрометр по п.1 или 2, отличающийся тем, что линия, касательная к зеркалу (8, 8а, 8b, 8с), образует в плоскости дифракции угол β(λ) с дифрагированным пучком на длине волны λ.4. Спектрометр по п.1, отличающийся тем, что нормаль к поверхности зеркала (8, 8а, 8b, 8с) образует с плоскостью дифракции средний угол γ, при этом дифра�

Claims

1. Оптический спектрометр с вогнутой дифракционной решеткой, содержащий:

входную щель (3) для приема и формирования падающего пучка (5), содержащего по меньшей мере одну длину волны λ,

вогнутую дифракционную решетку (1) для приема падающего пучка (5) с углом α падения и для дифрагирования указанного пучка с образованием дифрагированного пучка (6, 6а, 6b, 6с), образующего угол β(λ) с нормалью к решетке (1),

по меньшей мере одно вогнутое зеркало (8, 8а, 8b, 8с), сформированное в виде части цилиндра круглого поперечного сечения с радиусом r_cyl, при этом указанное зеркало (8, 8а, 8b, 8с) выполнено с возможностью приема дифрагированного пучка (6, 6а, 6b, 6с) в направлении β(λ) и фокусирования его по меньшей мере на одной выходной щели (4, 4а, 4b, 4с), и

по меньшей мере один фотодетектор (9, 9а, 9b, 9с), оптически связанный с указанной выходной щелью (4, 4а, 4b, 4с), для измерения пучка (6, 6а, 6b, 6с), дифрагированного и сфокусированного указанным цилиндрическим зеркалом (8, 8а, 8b, 8с),

отличающийся тем, что указанное зеркало (8, 8а, 8b, 8с) расположено на листообразной кривой (7) на расстоянии d(λ) в направлении дифракционной решетки (1) от фокусной точки дифрагированного пучка (6, 6а, 6b, 6с) в направлении β(λ) на круге (2) Роуланда, так что

d(λ)=r_cyl/2^3/2/cos(β).

2. Спектрометр по п.1, отличающийся тем, что входная щель (3) спектрометра расположена на круге (2) Роуланда вогнутой дифракционной решетки (1).

3. Спектрометр по п.1 или 2, отличающийся тем, что линия, касательная к зеркалу (8, 8а, 8b, 8с), образует в плоскости дифракции угол β(λ) с дифрагированным пучком на длине волны λ.

4. Спектрометр по п.1, отличающийся тем, что нормаль к поверхности зеркала (8, 8а, 8b, 8с) образует с плоскостью дифракции средний угол γ, при этом дифрагированный пучок (6, 6а, 6b, 6с) сфокусирован в плоскости изображения, параллельной плоскости дифракции, расположенной на расстоянии, равном r_cyl/2^3/2 от плоскости дифракции.

5. Спектрометр по п.1, отличающийся тем, что содержит полоску или матрицу фотодетекторов (9, 9а, 9b, 9с), расположенных в плоскости изображения входной щели через спектрометр, при этом указанные полоска или матрица расположены с возможностью детектировать множество длин волн дифрагированного пучка (6, 6а, 6b, 6с).

6. Спектрометр по п.1, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере два цилиндрических зеркала (8, 8а, 8b, 8с).

7. Спектрометр по п.6, отличающийся тем, что цилиндрические зеркала (8, 8а, 8b, 8с) имеют одинаковый радиус r_cyl кривизны.

8. Спектрометр по п.6, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере одно цилиндрическое зеркало (8а, 8с) с радиусом

r_{c y l}^{1}

кривизны и по меньшей мере одно цилиндрическое зеркало (8b) с радиусом

r_{c y l}^{2}

кривизны.

9. Спектрометр по п.8, отличающийся тем, что зеркала (8а, 8с) с радиусом

r_{c y l}^{1}

кривизны размещены на первой листообразной кривой, а зеркала (8b) с радиусом

r_{c y l}^{2}

кривизны размещены на второй листообразной кривой, при этом зеркала (8а, 8с) первой листообразной кривой размещены поочередно с зеркалами (8b) второй листообразной кривой, в зависимости от увеличивающегося угла β дифракции.

10. Спектрометр по п.6, отличающийся тем, что зеркала (8, 8а, 8b, 8с) направлены таким образом, чтобы фокусировать дифрагированный пучок в плоскостях, расположенных попеременно с одной и другой стороны плоскости дифракции решетки (1), в зависимости от увеличивающегося угла β дифракции.

11. Спектрометр по п.6, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере одно зеркало (8, 8а, 8b, 8с) для приема дифрагированного пучка (6, 6а, 6b, 6с) положительного порядка и по меньшей мере одно зеркало (8, 8а, 8b, 8с) для приема дифрагированного пучка (6, 6а, 6b, 6с) отрицательного порядка.

12. Спектрометр по п.1, отличающийся тем, что содержит оптическую систему для приема пучка нулевого порядка, дифрагированного дифракционной решеткой (1), и для направления его к другому спектрометру.

13. Спектрометр по п.1, отличающийся тем, что входная щель (3) связана с источником индуктивно связанной плазмы или источником тлеющего разряда.

14. Спектрометр по п.1, отличающийся тем, что содержит полоску или матрицу фотодетекторов (9, 9а, 9b, 9с), расположенных в плоскости изображения входной щели через спектрометр, при этом указанные полоска или матрица расположены с возможностью детектировать множество длин волн дифрагированного пучка (6, 6а, 6b, 6с), причем нормаль к поверхности зеркала (8, 8а, 8b, 8с) образует с плоскостью дифракции средний угол γ, при этом дифрагированный пучок (6, 6а, 6b, 6с) сфокусирован в плоскости изображения, параллельной плоскости дифракции, расположенной на расстоянии, равном r_cyl/2^3/2 от плоскости дифракции.

15. Спектрометр по п.1, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере два цилиндрических зеркала (8, 8а, 8b, 8с), при этом нормаль к поверхности зеркал (8, 8а, 8b, 8с) образует с плоскостью дифракции средний угол γ, при этом дифрагированный пучок (6, 6а, 6b, 6с) сфокусирован в плоскости изображения, параллельной плоскости дифракции, расположенной на расстоянии, равном r_cyl/2^3/2 от плоскости дифракции.

16. Спектрометр по п.1, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере два цилиндрических зеркала (8, 8а, 8b, 8с), а также полоску или матрицу фотодетекторов (9, 9а, 9b, 9с), расположенных в плоскости изображения входной щели через спектрометр, при этом указанные полоска или матрица расположены с возможностью детектировать множество длин волн дифрагированного пучка (6, 6а, 6b, 6с).