SU1362949A1

SU1362949A1 - Spectrometer with interference selective amplitude modulation

Info

Publication number: SU1362949A1
Application number: SU864124815A
Authority: SU
Inventors: Николай Андреевич Кириченко; Александр Иосифович Лопатин; Вадим Израилович Раховский; Александр Евгеньевич Вершинский; Андроник Багратович Иоаннисиани
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Центр По Изучению Свойств Поверхности И Вакуума; ЛГУ им.А.А.Жданова
Priority date: 1986-07-23
Filing date: 1986-07-23
Publication date: 1987-12-30

Description

Изобретение относитс к иитерфе- ремционным спектрометрам.и может быть использовано дл спектральногоThe invention relates to interferometric spectrometers. It can be used for spectral spectrometers.

анализа электромагнитного излучени , electromagnetic radiation analysis

Целью изобретени вл етс повышение светосилы и увеличение рабочег спектрального диапазона спектрометраThe aim of the invention is to increase the luminosity and increase the working spectral range of the spectrometer

На фиГо изображена схема предлагаемого спектрометра с интерферен- ционной селективной амплитудной модул цией; на фиг,2 - ход лучей в авто- коллимадионном устройстве.A diagram of the proposed spectrometer with interference selective amplitude modulation is depicted; FIG. 2 shows the path of the rays in the autocollimation device.

Спектрометр с интерферендионной селективной амплитудной модул дией содержит входную апертуру I, входной коллиматор 2, дифракционнуто решетку 3с симметричным профилем штрихов, дополнительное зеркало 4, установленное перпендикул рно плоскости решет- ки 3 и параллельно ее штрихам, отражающее автоколлимадионное устройство 5, вьтолненное в виде уголкового отражател , содержащего два зеркала 6 и 7, отражающие плоскости которых перпендикул рны друг к другу, а лини 8 пересечени плоскостей зеркал 6 и 7 перпендикул рна штрихам решетки 3, установленной с возможностью вращени вокруг оси 9, расположенной на линии пересечени плоскостей решетки 3 и дополнительного зеркала 4, дополнительный выходной коллиматор 1 и выходную апертуру 11.A spectrometer with an inter- pendial selective amplitude modulus contains an input aperture I, an input collimator 2, a grating 3 with a symmetric profile of strokes, a diffraction grating, an additional mirror 4, installed perpendicular to the plane of the grating 3 and parallel to its strokes, reflecting the autocollimadiion device 5, in the form and in the angle of the angle of the angle of the angle of the angle of the angle of the angle of the corner of the angle of the angle of the corner of the corner of the corner of the corner of the corner of the corner of the corner of the corner of the corner of the corner of the corner of the corner of the corner to fit. containing two mirrors 6 and 7, the reflecting planes of which are perpendicular to each other, and the line 8 of the intersection of the planes of the mirrors 6 and 7 are perpendicular to the strokes of the lattice 3, rotatably around an axis 9 located on the line of intersection of the planes of the grid 3 and the additional mirror 4, an additional output collimator 1 and an output aperture 11.

Спектрометр с интерференционной селективной модул цией работает сле- дующим образом, , A spectrometer with interference selective modulation operates as follows,

Пучок излучени , пройд сквозь входную апертуру 1, направл етс входным коллиматором 2 нормально на дифракционную решетку 3, а затем дифрагирует на два пучка излучени одинаковой интенсивности правый и .левый так, что излучение с длиной волны К составл ет угол oi с нормаль к поверхности решетки 3,The radiation beam, passing through the input aperture 1, is directed by the input collimator 2 normally to the diffraction grating 3, and then diffracts into two radiation beams of equal intensity right and left, so that the radiation with the wavelength K makes an angle oi with the normal to the surface of the grating 3,

Левый пучок (л) излучени и отра- женный от дополнительного зеркала 4 правый пучок (п) излучени оказываютс направленными параллельно на отражающее автоколлимационное устройство 5, При настройке спектрометра на определенную длину волны излучени лини 8 пересечени перпендикул рна падающим пучкам излучени только с длиной волны Ti . Эти два пучка излучени (фиг,1 и 2), отразившись последовательно от зеркала 6 и 7, направл ютс в обратном направлении под тем же углом об , но на другой высоте на дифрационную решетку 3, 1 де они вторично дифрагируют нормально к ее поверхности и интерферируют. Эти вторично продифрагировавшие пучки излучени оказываютс направленными параллельно на выходной коллиматор 10, которым фокусируютс на выходную апертуру 11,The left beam (l) of the radiation and the right beam (n) of the radiation reflected from the additional mirror 4 are directed parallel to the reflecting autocollimation device 5. When the spectrometer is tuned to a certain wavelength of the radiation, the intersection line 8 is perpendicular to the incident beams with a wavelength Ti . These two beams of radiation (figs, 1 and 2), having been reflected successively from mirrors 6 and 7, are directed in the opposite direction at the same angle about, but at a different height onto the diffraction grating 3, 1 de they diffract normally again to its surface and interfere. These second-diffracted radiation beams are directed in parallel to the output collimator 10, which are focused on the output aperture 11,

Периодическое измерение разности фаз дополнительньм зеркалом 4 или решеткой 3 приводит к периодическому изменению интенсивности выход щего пучка излучени с длиной волны Ti , Поскольку переменна составл юща потока излучени на выходе спектрометра в этом случае определ етс лишь излучением с длиной волны , в спектрометре реализуетс когерент-. на модул ци измер емого потока излучени ,Periodic measurement of the phase difference by an additional mirror 4 or lattice 3 leads to a periodic change in the intensity of the outgoing radiation beam with a wavelength Ti. Since the variable component of the radiation flux at the output of the spectrometer in this case is determined only by radiation with a wavelength, the coherence is implemented in the spectrometer. modulating the measured radiation flux,

При сканировании по спектру отражающее автоколлимационное устройство 5 вращают вокруг оси 9, распо - ложенной на линии пересечени плоскостей решетки 3 и дополнительного зеркала 4, и последовательно наблюдают положени автоколлимации дл исследуемых длин волн.When scanning over the spectrum, the reflective autocollimation device 5 is rotated around the axis 9, located on the intersection line of the planes of the lattice 3 and the additional mirror 4, and the positions of the autocollimation for the studied wavelengths are consistently observed.

Пример , Спектрометр содержит в качестве входной апертуры 1 ирисовую диафрагму с регулируемым диаметром отверсти 0,5-5 мм, В качестве входного коллиматора 2 используютExample, the spectrometer contains as an input aperture 1 an iris diaphragm with an adjustable hole diameter of 0.5-5 mm. As the input collimator 2, use

внеосевую параболу размером 5U-50-5.0 10 мм с фокусным рассто нием F 270 мм и углом р 19 , Параллельный пучок излучени падает на нижнюю половину дифракционной решетки 3 размером 100-50-10 мм (1200 штрх/мм). Левый пучок и отраженный от дополнительного зеркала 4, размером 10083 «16 мм, правый пучок излучени направленными параллельно на автоколлимационное устройство 5, выполненное из двух зеркал 6 и 7 размером 70-85 16 мм. Отразившись последовательно от зеркала 6 и 7, пучки излучени направл ютс в обратном направлении на решетку 3, но на ее верхнюю половину В качестве выходного коллиматора 10 и выходной апертуры 11 использованы внеосева парабола и диафрагма аналогичные соответственно 1 и 2,an off-axis parabola with a size of 5U-50-5.0 10 mm with a focal length of F 270 mm and an angle of p 19. A parallel beam of radiation falls on the lower half of the diffraction grating 3 with a size of 100-50-10 mm (1200 bars / mm). The left beam and reflected from the additional mirror 4, size 10083 16 mm, the right beam of radiation directed parallel to the autocollimation device 5, made of two mirrors 6 and 7 with a size of 70-85 16 mm. Reflecting sequentially from the mirror 6 and 7, the radiation beams are directed in the opposite direction to the grid 3, but to its upper half. The output collimator 10 and the output aperture 11 used an off-axis parabola and aperture similar to, respectively, 1 and 2,

Спектральный диапазон спектрометра при работе в первом пор дке дифракции составл ет 380 - 760 м. Отсутствие светоделительного элемента.The spectral range of the spectrometer when operating in the first order of diffraction is 380 - 760 m. The absence of a beam-splitting element.

а, следовательно, потерь излучени за счет поглощени излучени в УФ пр прохождении через светоделительный элемент-позвол ет также работать и с вторым пор дком дифракции и диапазоне нм, что приводит к расширению рабочего спектрального диапазона от 190 до 760 нм.and, therefore, radiation loss due to UV absorption by passing through the beam-splitting element also allows working with the second diffraction order and the range of nm, which leads to the expansion of the working spectral range from 190 to 760 nm.

Так как подобна оптическа схема сйектрометра построена только на отражении, то подобный спектрометр можно использовать н УФ, видимой и ИК - област х спектра.Since the optical scheme of the spectrometer is similar to that built only on reflection, such a spectrometer can be used in the UV, visible and IR regions of the spectrum.

Форм ула изобретени Ula Invention Form

Спектрометр с интерференционной селективной амплитудной модул цией,- содержащий оптически сопр женныеSpectrometer with interference selective amplitude modulation, - containing optically conjugated

29492949

входиш т и выходной коллиматоры, дифракционную решетку с симметричным профилем штрихов, дополнительное зер (- кало, установленное перпендикул рно поверхности решетки и параллельно ее штрихам, отражающее автоколлимацион-- ное устройство, установленное с воз- молшостью вращени , отличаю10 yi и и с тем, что, с целью повьше- ни светосилы и увеличени рабочего спектрального диапазона, отражающее автоколлимационное устройство выполнено в виде двухзеркального уголко15 вого отражател с взаимно перпендикул рными отражающими плоскост ми, лини пересечени которых перпендикул рна штрихам решетки, а выходной коллиматор выполнен сдвоенным с вход20 ным и расположен с ним в одной плоскости .the entrance and output collimators, a diffraction grating with a symmetric groove profile, an additional mirror (—a calo, installed perpendicular to the grating surface and parallel to its strokes, reflecting an autocollimation device installed with a rotational speed, distinguishes 10 yi and, and so that, in order to increase the luminosity and increase the working spectral range, the reflective autocollimation device is made in the form of a two-mirror angular reflector with mutually perpendicular reflecting planes, and the intersections of which are perpendicular to the grating lines, and the output collimator is doubled with the entrance 20 and is located with it in the same plane.

10ten

(Раг.1(Par.1

A.fJ.A.fJ.

(Риг. 2(Reg. 2

Редактор Ю.СередаEditor Y. Sereda

Составитель Ж.Прокофьева Техред М.ДидыкCompiled by J. Prokofiev Tehred M. Didyk

Заказ 6356/27Тираж 776ПодписноеOrder 6356/27 Circulation 776 Subscription

ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee

по делам изобрэтений и открытий. 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5on cases of inventions and discoveries. 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4

Корректор А.Т ско.Proofreader A.T.

Claims

Claim

A spectrometer with selective interference amplitude modulation, · containing optically conjugated input and output collimators, a diffraction grating with a symmetrical line profile, an additional mirror cap, mounted perpendicular to the surface of the grating and parallel to its lines, reflecting an autocollimation device installed with the possibility of rotation, distinguishes 10 with the fact that, in order to increase the aperture ratio and increase the working spectral range, the reflective autocollimation device is made in the form of a two-mirror angular reflector with mutually perpendicular reflecting planes, the intersection line of which is perpendicular to the lines of the grating, and the output collimator is made double with the input 20 and is located in the same plane with it.