SU1130747A2 - Raster spectrometer having selective modulation - Google Patents
Raster spectrometer having selective modulation Download PDFInfo
- Publication number
- SU1130747A2 SU1130747A2 SU833535536A SU3535536A SU1130747A2 SU 1130747 A2 SU1130747 A2 SU 1130747A2 SU 833535536 A SU833535536 A SU 833535536A SU 3535536 A SU3535536 A SU 3535536A SU 1130747 A2 SU1130747 A2 SU 1130747A2
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- raster
- height
- rows
- spectrometer
- row
- Prior art date
Links
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
РАСТРОВЫЙ СПЕКТРОМЕТР С СЕЛЕКТИВНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ по авт. св. № 968629, отличающийс тем, что, с целью повышени его чувствительности и точности измерений при неравномерной освещенности пол выходного растра,расположенные в направлении дисперсии р ды прозрачных и непрозрачных пр моугольных элемен тов растров вьшолнены неодинаковыми по высоте, поичем высота злементов от одного р да к другому обратно пропорциональна средней освещенности вдоль этих р дов.RASTER SPECTROMETER WITH SELECTIVE MODULATION by aut. St. No. 968629, characterized in that, in order to increase its sensitivity and measurement accuracy in case of uneven illumination of the output raster floor, located in the direction of dispersion of a row of transparent and opaque rectangular elements of rasters are unequal in height, differ in height from one row to the other is inversely proportional to the mean illuminance along these rows.
Description
0000
4four
vlvl
Изобретение относитс к спектральному приборостроению, а именно к спектральным приборам, предназначенным дп проведени точных спектрометрических измерений, в особенности слабых световых потоков в ИК области спектра.The invention relates to spectral instrumentation, in particular to spectral instruments intended for dp accurate spectrometric measurements, especially for weak light fluxes in the IR region of the spectrum.
По основному авт.св. № 968629 известен растровый спектрометр с селективной модул цией, используемый дл проведени точных спектрометрических измерений, в особенности слабых световых потоков в ИК области спектра, и содержащий установленные по ходу луча входной растр, коллиматорный. объектив, диспергирующую систему, фокусирующий объектив, выходной растр систему исключени посто нной составл ющей и приемно-регистрирующую систему . Входной и выходной растры сое-то т из одинакового числа прозрачных и непрозрачных пр моугольных элементов , которые расположены по полю растров в соответствии с положительными и отрицательными элементами в строках и столбцах матрицы Адамара, причем прозрачный элемент растра соответствуе отрицательному элементу матрицы. Расположенные в направлении дисперсии р ды прозрачных и непрозрачных пр моугольных элементов растров выполнены одинаковыми по высоте.According to the main auth. No. 968629 is known a raster spectrometer with selective modulation, used for accurate spectrometric measurements, especially of weak light fluxes in the IR region of the spectrum, and containing an input raster, a collimator installed along the beam path. an objective lens, a dispersing system, a focusing lens, an output raster, a system for eliminating a constant component, and a receiving-recording system. The input and output rasters are some of the same number of transparent and opaque rectangular elements that are located across the field of the rasters in accordance with the positive and negative elements in the rows and columns of the Hadamard matrix, and the transparent raster element corresponds to the negative element of the matrix. The rows of transparent and opaque rectangular elements of rasters located in the direction of dispersion are made equal in height.
Такое выполнение растров при уелоВИИ совершенно равномерной освещенности по полю выходного растра обеспечиваёт получение аппаратной функции спектрометров без побочных максимумов ,что повьшает чувствитёльностк и точность спектрометрических измерений D .Such an implementation of rasters in case of a completely uniform illumination across the field of the output raster provides for obtaining the instrument function of the spectrometers without side maxima, which increases the sensitivity and accuracy of spectrometric measurements of D.
Однако в известном приборе освещенность по полю выходного растра не может быть строго равномерной изза наличи аберраций оптической системы , виньетировани наклонных пучков . неточностей юстировки осветительной системы, неравномерной ркости по поверхности исследуемого источника и т.д.However, in a known instrument, the illumination across the field of the output raster cannot be strictly uniform due to the presence of aberrations of the optical system, vignetting of inclined beams. inaccuracies in the alignment of the lighting system, uneven brightness over the surface of the source under study, etc.
в результате в контуре аппаратной функции спектрометра по вл ютс остаточные побочные максимумы которые снижают чувствительность и точность спектрометрических измерений.As a result, residual side maxima appear in the contour of the instrument function of the spectrometer, which reduce the sensitivity and accuracy of spectrometric measurements.
Цель изобретени - повышение чувествительности иточности измерений спектрометра при неравномерной освещенности пол выходного растра.The purpose of the invention is to increase the sensitivity and accuracy of measurements of the spectrometer in case of uneven illumination of the output raster floor.
Поставленна цель достигаетс тем что в растровом спектрометре с селективной модул цией расположенные в направлении дисперсии р ды прозрачных и непрозрачных пр моугольных элементов растров выполнены неодинаковыми по высоте, причем высота элементов от одного р да к другому обрётно пропорциональна средней освещенности вдоль этих р дов.This goal is achieved by the fact that in a raster spectrometer with selective modulation, the rows of transparent and opaque rectangular elements of rasters arranged in the direction of dispersion are not equal in height, and the height of the elements from one row to another is returnable proportional to the average illumination along these rows.
При высоте каждого р да элементов обратно пропорциональной средней освещенности вдоль р да, побочные максимумы в контуре аппаратной функции существенно уменьшаютс , а в некоторых случа х устран ютс почти полностью .When the height of each row of elements is inversely proportional to the average illumination along the row, side maxima in the contour of the apparatus function are significantly reduced, and in some cases are eliminated almost completely.
На фиг.1 изображена принципиальна схема растрового спектрометра с селективной модул цией{ на фиг.2 и 3 растры с неодинаковыми по высоте р дами прозрачных и непрозрачных элементов на фиг. 4 - 7 - примеры неравномерного распределени освещенности пол выходного растраI на фиг. 8 и 9 - соответствующие аппаратные функции известного спектрометра.Figure 1 shows a schematic diagram of a raster spectrometer with selective modulation {in Figures 2 and 3 rasters with unequal height rows of transparent and opaque elements in FIG. 4 through 7 are examples of uneven distribution of illumination of the output raster field in FIG. 8 and 9 are the corresponding hardware functions of a known spectrometer.
Растровый спектрометр (фиг.1) содержит входной растр 1, коллиматорный объектив 2, диспергирующую систему 3, фокусирующий объектив 4, выходной растр 5, систему исключени посто нной составл ющей, состо щую из объективов 6 и 7 и модул тора В, приемнорегистрирующую систему 9. Дисперги-рующа система 3 представл ет собой дифракционную решетку. Модул тор 8 имеет зеркальные ламели. Непрозрачные и прозрачные элементы растра имеют пр моугольную форму и расположены по полю в соответствии с 1 иThe raster spectrometer (Fig. 1) contains an input raster 1, a collimator lens 2, a dispersing system 3, a focusing lens 4, an output raster 5, a constant component exclusion system consisting of lenses 6 and 7 and a modulator B, and a registration system 9 Dispersing system 3 is a diffraction grating. The modulator 8 has mirror lamellas. Opaque and transparent elements of the raster have a rectangular shape and are located across the field in accordance with 1 and
-1 в строчках и столбцах части матрицы: Ад мара QV.-1 in the rows and columns of the matrix: Hell Mar QV.
Р ды прозрачных и непрозрачных элементов растров выполнены неодинаковыми по высоте в направлении дисперсии (фиг.2 и З). Высота каждого р да обратно пропорциональна, средней освещенности вдоль р да.The rows of transparent and opaque elements of the rasters are made different in height in the direction of dispersion (Figures 2 and 3). The height of each row is inversely proportional to the average illuminance along the row.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
Излучение от исследуемого источника проходит через прозрачные элементы входного растра 1. попадает на коллиматорный объектив 2 который формирует параллельный пучок и посьшает его на диспергирующую систему 3. Разложенное в спектр излучение попадает 3на фокусирующий объектив 4j который строит р д смещенных одно относитель ио другого монохроматических изображений входного растра на выходном растре 5. Из всех изображений только одно, соответствующее длине волны настройки J в точности совпадает с выходным растром. Дл этой длины волны величина проход щего через выходной растр светового потока F. пропорциональна общему числу прозра ных элементов в растре, Дп других длин волн Д световой поток F, значительно меньше и пропорционален числу взаимно совпадающих элементов выходного растра и части смещенного относительно его изображени входног растра. В свете, отраженном от зеркальных элементов выходного растра, световые потоки дл длин волн и Л равны соответственно и Г . Проход щий и отраженный потоки FJ. и Frt зеркальными объективами 6 и 7 направл ютс на вращающийс модул тор 8 с зеркальными ламел ми. При вращении модул тора 8 в пркемно-регистрирующую систему 9 поочередно поступают световые потоки, прощедши через растр 5 и отраженные от него. Приемно-регистрирующа система на .строена на частоту модул ции и регистрирует разность 0 Сканирование спектра осуществл ет с разворотом дифракционной рещетки В реальных услови х работы прибо ра освещенность по полю выходного растра неравномерна. Относительное распределение освещенности по полю выходного растра при исследовании выт нутых в одном направлении источников излучени подобно представлен 74 ному на фиг.6, а в общем случае на фиг.7. В случае распределени освещенности , представленного на фиг.6,освещенность вдоль каждого р да сохран етс посто нной, а от р да к р ду измен етс в соотношении 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 0,9; 0,8; 0,7, поэтому высоты р дов в растрах соотнос тс как 1/0,7 : 1/0,8:1/0,9 : 1/1 : 1/0,9 : 1/0,8 : 1/0,7. Такой растр изображен на фиг.2. , а соответствую-, ща ему аппаратна функци -на фиг,4, причем она полностью свободна от побочных максимумов, в отличие от аппаратной функции известного спектрометра фиг.8). В случае распределени освещенностей , представленного на фиг.7, средние значени освещенностей вдоль р дов измен ютс в соответствии с соотнощением 0,700: 0,771 : 0,814 : 829 : 0,814 ,0,771 : 0,700, поэтому высота р дов в растрах измен етс в соотнощении 1,184 : 1,074 : 1,018 : 1,000 : 1,018 : 1,074 :1,184 (фиг.З). Соответствующа аппаратна функци изображена на фиг.5 и имеет среднеквадратичный уровень побочных максимумов примерно в 2,6 раза меньще , чем аппаратна функци известного спектрометра (фиг.9). В предложенном спектрометре побочные максимумы в контуре аппаратной функции существенно уменьшены или устранены полностью за счет того,что расположенные в направлении дисперсии р ды прозрачных и непрозрачных пр моугольных элементов растров выполнены неодинаковыми по высоте, причем высота р дов обратно пропорциональна средней освеп1енности вдоль р дов.Radiation from the source under study passes through the transparent elements of the input raster 1. hits the collimator lens 2 which forms a parallel beam and passes it onto the dispersing system 3. The radiation spread out into the spectrum falls on the 3 focusing lens 4j which builds a number of displaced one relative to another monochromatic image of the input raster on the output raster 5. Of all the images, only one that corresponds to the wavelength setting J exactly coincides with the output raster. For this wavelength, the magnitude of the light flux F. passing through the output raster is proportional to the total number of transparent elements in the raster, Dn of other wavelengths and the light flux F is much smaller and proportional to the number of mutually coinciding elements of the output raster and the part of the input raster shifted relative to its image . In the light reflected from the mirror elements of the output raster, the light fluxes for the wavelengths and L are, respectively, G. Transmitted and reflected flows FJ. and the Frt mirror lenses 6 and 7 are directed to the rotating modulator 8 with mirrored lamellae. When the modulator 8 rotates, the light fluxes alternately arrive at the program-recording system 9, passing through the raster 5 and reflected from it. The receiving and recording system is configured at the modulation frequency and registers the difference 0. Spectrum scanning is performed with the turn of the diffraction grating. Under actual instrument operation conditions, the illumination in the field of the output raster is uneven. The relative distribution of illumination across the field of the output raster in the study of sources of radiation in one direction is similar to 74 in Fig. 6, and generally in Fig. 7. In the case of the illumination distribution shown in Fig. 6, the illumination along each row is kept constant, and varies from row to row in a ratio of 0.7; 0.8; 0.9; 1.0; 0.9; 0.8; 0.7, so the heights of rows in rasters ratio mc as 1 / 0.7: 1 / 0.8: 1 / 0.9: 1/1: 1 / 0.9: 1 / 0.8: 1/0 , 7. Such a raster is depicted in FIG. , and the corresponding hardware function is shown in FIG. 4, and it is completely free from side maxima, in contrast to the hardware function of the known spectrometer of FIG. 8). In the case of the illumination distribution shown in Fig. 7, the mean values of illumination along the rows vary in accordance with the ratio 0.700: 0.771: 0.814: 829: 0.814, 0.771: 0.700, therefore the height of the rows in the rasters changes in the ratio 1.184: 1.074 : 1.018: 1.000: 1.018: 1.074: 1.184 (FIG. 3). The corresponding hardware function is depicted in Fig. 5 and has a root-mean-square level of side maxima approximately 2.6 times less than the hardware function of the known spectrometer (Fig. 9). In the proposed spectrometer, the side maxima in the circuit of the apparatus function are significantly reduced or eliminated completely due to the fact that the rows of transparent and opaque rectangular elements of the rasters located in the direction of dispersion are not equal in height, and the height of the rows is inversely proportional to the average refreshment along the rows.
ЫS
-Y/2-Y / 2
Y/2Y / 2
ФигМFigm
тt
Фиг.55
f f
1.0 1.0
±г/г± g / g
Фиг.FIG.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833535536A SU1130747A2 (en) | 1983-01-10 | 1983-01-10 | Raster spectrometer having selective modulation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833535536A SU1130747A2 (en) | 1983-01-10 | 1983-01-10 | Raster spectrometer having selective modulation |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU968629 Addition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1130747A2 true SU1130747A2 (en) | 1984-12-23 |
Family
ID=21043898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU833535536A SU1130747A2 (en) | 1983-01-10 | 1983-01-10 | Raster spectrometer having selective modulation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1130747A2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102252754A (en) * | 2011-05-23 | 2011-11-23 | 中国科学院半导体研究所 | Streak camera reflection type off-axis optical coupling device |
-
1983
- 1983-01-10 SU SU833535536A patent/SU1130747A2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1.Авторское свидетельство .СССР ,№ 968629, кл.С 01 J 3/12, 1982. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102252754A (en) * | 2011-05-23 | 2011-11-23 | 中国科学院半导体研究所 | Streak camera reflection type off-axis optical coupling device |
CN102252754B (en) * | 2011-05-23 | 2012-10-03 | 中国科学院半导体研究所 | Streak camera reflection type off-axis optical coupling device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS6365922B2 (en) | ||
US5424826A (en) | Wideband optical micro-spectrometer system | |
US3791737A (en) | Spectrometer in which a desired number of spectral lines are focused at one fixed output slit | |
US4744660A (en) | Apparatus for measuring difference in shallow level | |
US5642191A (en) | Multi-channel imaging spectrophotometer | |
US6208413B1 (en) | Hadamard spectrometer | |
US7167249B1 (en) | High efficiency spectral imager | |
JPS6038644B2 (en) | spectrophotometer | |
SU1130747A2 (en) | Raster spectrometer having selective modulation | |
EP0150786B1 (en) | Imaging monochromator | |
WO2023283742A1 (en) | Imager and spot sampler with translatable stage | |
US3145252A (en) | Polychromatic interferometry | |
US3664741A (en) | Method and devices for the chromatic analysis of an object | |
SU1416897A1 (en) | Alternating light automatic refractometer | |
US20070222993A1 (en) | Filter Unit Having a Tunable Wavelength, and an Arrangement with the Filter Unit | |
JP2004361201A (en) | Microspectroscope | |
SU1154549A1 (en) | Scanning spectrometer | |
US3394628A (en) | Light measuring apparatus | |
SU968629A1 (en) | Raster spectrometer with selective modulation | |
SU976306A1 (en) | Spectrophotometer having spatial scanning | |
US20240077356A1 (en) | Compact holographic slm spectrometer | |
SU1567892A1 (en) | Raster spectrometer with selective modulation | |
SU34183A1 (en) | Spectrophotometer | |
KR20100031933A (en) | Simplified spectrometers and its calibration method | |
SU517836A1 (en) | Automatic refractometer |