SU1186986A1

SU1186986A1 - Apparatus for measuring resolution of optical spectral instruments

Info

Publication number: SU1186986A1
Application number: SU843741321A
Authority: SU
Inventors: Владлен Владимирович Куинджи; Татьяна Сергеевна Саамова; Степан Александрович Стрежнев
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4671
Priority date: 1984-05-14
Filing date: 1984-05-14
Publication date: 1985-10-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ОПТИЧЕСКИХ СПЕКТРАЛЬНЫХ ПРИБОРОВ, содержащее источник излучени , непрозрачный экран с двум параллельными щел ми равной ширины, вьтолненньй с возможностью изменени рассто ни между щел ми, и регистрирующую систему, отличающеес тем, что, с целью повьшени точности измерений, экран выполнен в виде двух установленных последовательно и без зазора скрещенных пол роидов, в каждом из которых прорезана щель, ориентированна под углом 45 к вектору его пол ризации . (Л СDEVICE FOR MEASURING THE RESOLVING POWER OPTICAL spectral device comprising a radiation source, an opaque screen with two parallel slots of equal width, vtolnenny with the possibility of changing the distance between the slits, and recording system, characterized in that, in order povsheni measurement accuracy, the screen is made in the form of two crossed polaroids installed in series and without a gap, in each of which a slit is cut, oriented at an angle of 45 to its polarization vector. (Ls

Description

11 Изобретение относитс к области оптического спектрального приборостроени , в частности к конструкции устройств дл измерени разрешающей способности оптических спектральных приборов, и может быть использовано дл контрол разрешающей способности широкого класса оптических приборов и устройств - спектрографов,спектрометров , спектрофотометров, стилоскопов , луп, биноклей, телескопов и т.д.. . Цель изобретени - повьш1ение точности измерений. На фиг. 1 представлена оптическа схема устройства; на фиг. 2 - конструкци непрозрачного экрана. Устройство содержит 1 источник, монохроматического излучени , непроз рачный экран 2, выполненный в виде двух пол роидов 3 и 4, установленных без зазора с возможностью перемещени друг относительно друга, причем вектора их пол ризации Е, и Е взаимно перпендикул рны, первую щель 5, прорезанную в первом пол роиде 3 и орипервом пол роиде ентированную под углом 45 к направлению вектора его пол ризации Е вторую щель 6, прорезанную во втором пол роиде 4, параллельную и равную по ширине первой щели 5 и ориентированную под углом 45 к направлению его вектора пол ризации Е , микромет рическое устройство 7, используемое дл перемещени пол роидов, оптический прибор 8 с фокальной плоскостью 9 и регистрирующую систему 10 Устройство -работает следук цим образом. Световой пучок от источника 1 излучени падает на экран 2. Так как направлени векторов пол ризации Е и Е 2 пол роидов 3 и 4 взаимно перпендикул рны , экран 2 вл етс непрозрачным дл светового пучка на всех его участках, за исключением участков, соответствующих щел м 5 и 6. Эти участки вл ютс прозрачными , так как здесь на пути светового пучка находитс только один пол роид - или 3, или 4, а не одновременно два пол роида с взаимно перпендикул рными векторами пол ризации. Таким образом, после, прохождени экрана 2 световой пучок раздел етс на два пучка. Пучок, проход щий через щель 5 и пол роид 4, пол ризуетс ; в направлении Е, под углом 45 к 6 направлению щели 5. А пучок, проход щий через пол роид 3 и щель 6, по-: л ризуетс в направлении Е) под углом 45 к направлению щели 6. Указанные световые пучки после прохождени оптического прибора 8 создают в фокальной плоскости 9 изображени щелей 5 и 6, которые регистрируютс регистрирующей системой 10. Так как векторы пол ризации пучков , создающих изображени щелей 5 и 6, взаимно перпендикул рны, то исключаетс их взаимна итерференци . Следовательно, распределение интенсивности в фокальной плоскости 9 оптического спектрального прибора 8 будет определ тьс только его разрешающей способностью. Исключаетс также вли ние на результаты измерений пол ризующих свойств оптического спектрального прибора, так как вектора пол ризации пучков, формирующих изображени щелей 5 и 6, ориентированы под углом 45 к направлению указанных щелей. Дл измерени разрешающей способности R устанавливают экран 2 вместо входной щели оптического прибора 8. Освещают экран 2 с помощью источника 1 и наблюдают в фокальной плоскости 9 изображени щелей 5 и 6 с помощью регистрирующей системы 10. Перемеща пол роиды 3 и 4 друг относительно друга с помощью микрометрического устройства 7 в направлении, перпендикул рном щел м, определ ют линейное рассто ние д f между щел ми 5 и 6, соответствующее условию разрешени изображений щелей 5 и 6 в фокальной плоскости 9 оптического спектрального прибора. Измеренное рассто ние Д t сравнивают с линейным рассто нием д, соответствующим дифракционному теоретическому пределу разрешени . По отношению определ ют разрешающую способность прибора 8. Пример. Используют разработанное устройство дл измерени разрешающей способности 6-метрового спектрографа ДФС-454 со сменными дифракционными решетками размером от 120-120 до мм. В качестве источника излучени используетс He-Ne-лазер с длиной волны 0,6328 нм. Линейное рассто ние U f, соответствующее теоретическому пределу раз3 . 111 The invention relates to the field of optical spectral instrumentation, in particular, to the design of devices for measuring the resolution of optical spectral devices, and can be used to monitor the resolution of a wide class of optical devices and devices - spectrographs, spectrometers, spectrophotometers, styloscopes, loops, binoculars, telescopes etc.. . The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. FIG. Figure 1 shows the optical layout of the device; in fig. 2 - opaque screen construction. The device contains 1 source, monochromatic radiation, opaque screen 2, made in the form of two polaroid 3 and 4, installed without a gap with the possibility of moving relative to each other, and their polarization vector E, and E are mutually perpendicular, the first slit 5, cut in the first polaroid 3 and polarized polarized at an angle of 45 to the direction of its polarization vector E second slit 6, cut in the second polaroid of 4, parallel and equal in width to the first slit 5 and oriented at an angle of 45 to the direction of its torus polarization E mikromet-parameter device 7 used for moving floor roidov, optical device 8 from the focal plane 9, and the recording system 10. The apparatus -works sleduk CIM manner. The light beam from the radiation source 1 falls on the screen 2. Since the directions of the polarization vectors E and E 2 of the polaroids 3 and 4 are mutually perpendicular, the screen 2 is opaque to the light beam on all its sections, except for the sections corresponding to the slots 5 and 6. These areas are transparent, since here only one polaroid is in the path of the light beam — either 3 or 4, and not simultaneously two polarides with mutually perpendicular polarization vectors. Thus, after passing through the screen 2, the light beam is divided into two beams. The beam passing through the slit 5 and the polaroid 4 is polarized; in the direction E, at an angle of 45 to 6 to the direction of the slit 5. And the beam passing through the polaroid 3 and the slit 6, is polarized in the direction E) at an angle of 45 to the direction of the slit 6. The indicated light beams after passing through the optical device 8, in the focal plane 9, images of the slots 5 and 6, which are recorded by the recording system 10, are created. Since the polarization vectors of the beams that create the images of the slots 5 and 6 are mutually perpendicular, their mutual interference is excluded. Therefore, the intensity distribution in the focal plane 9 of the optical spectral device 8 will be determined only by its resolution. The influence on the measurement results of the polarizing properties of the optical spectral instrument is also excluded, since the polarization vectors of the beams forming the images of the slots 5 and 6 are oriented at an angle of 45 to the direction of the said slots. To measure the resolution R, set screen 2 instead of the entrance slit of the optical device 8. Light the screen 2 using source 1 and see in the focal plane 9 images of slits 5 and 6 using recording system 10. Moving the polos 3 and 4 relative to each other The micrometer device 7, in the direction perpendicular to the slits, determines the linear distance d f between slits 5 and 6, corresponding to the condition for resolving images of slits 5 and 6 in the focal plane 9 of the optical spectral instrument. The measured distance D t is compared with the linear distance d corresponding to the diffraction theoretical limit of resolution. The ratio determines the resolution of the device 8. Example. The developed device is used to measure the resolution of a 6-meter spectrograph DFS-454 with interchangeable diffraction gratings ranging in size from 120-120 to mm. A He-Ne laser with a wavelength of 0.6328 nm is used as the radiation source. The linear distance U f corresponding to the theoretical limit times. one

решени , составл ет от 31,5 мкм (дл решеток 120-120 мм) до 12,6 мкм (дл решеток 300-200 мм). Экран 2 выполн ют в виде пол роидных пленок, в каждой из которых прорезают с помощью алмазного резца щели шириной 12,6 мкм под углом 45° к направлению векторов ее пол ризации. Пол роидные пленки закрепл ют в микрометрическом устройстве таким образом, что щели 5 и 6 станов тс параллельными друг другу, а векторы пол ризации пол роидных пленок взаимно перпендикул рными . Экран 2 помещают, вместо входной щели спектрографа, а в фокальной плоскости спектрографа наблюда ют разрешение изображени щелей 5 и 6. По рассто нию & 2 между щел ми, измеренному на микрометрическом устройстве, определ ют раз-solutions range from 31.5 µm (for gratings 120-120 mm) to 12.6 µm (for gratings 300-200 mm). Screen 2 is made in the form of polar films, each of which is cut with a diamond cutter with a slit width of 12.6 µm at an angle of 45 ° to the direction of its polarization vectors. The polar films are fixed in the micrometer device so that the slots 5 and 6 become parallel to each other, and the polarization vectors of the polar films are mutually perpendicular. Screen 2 is placed instead of the entrance slit of the spectrograph, and in the focal plane of the spectrograph the image resolution of slits 5 and 6 is observed. Over the distance & 2, between slits, measured on a micrometric device, determine the

18698641869864

решающую способность спектрографа с дифракционной решеткой в соответствии с приведенной формулой.the decisive ability of the diffraction grating spectrograph in accordance with the above formula.

Погрешность измерени разрешающей способности R спектрографа определ етс только лишь погрешностью dCb.), равной ±1 мкм, измерени линейного рассто ни л между щел ми 5 и 6 микрометрическим устройство вом 7:The measurement error of the resolution R of the spectrograph is determined only by the error dCb.), Equal to ± 1 µm, the measurement of the linear distance l between slits 5 and 6 with a micrometer device 7:

dR ) .. R IfdR) .. R If

.Следовательно, погрешность измерени R составл ет при величине линейного рассто ни Д 300 мкм - i- IOSM- «« -«33%,. Consequently, the measurement error R is at a linear distance of D 300 microns - i-IOSM- "-" 33%,

dR RdR R

а при Л 12,6 мкм - Т2 ,6 мкм 0,089 или 8,9%.and at L 12.6 microns - T2, 6 microns 0.089 or 8.9%.

Claims

DEVICE FOR MEASURING THE RESOLUTION ABILITY OF OPTICAL

SPECTRAL INSTRUMENTS, containing a radiation source, an opaque screen with two parallel slots of equal width, made with the possibility of changing the distance between the slots, and a recording system, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements, the screen is made in the form of two crossed in series installed and without gap polaroids, in each of which a slot is cut, oriented at an angle of 45 to its polarization vector. „" - * ω

s g 1186986 2