SU1423919A1

SU1423919A1 - Монохроматор

Info

Publication number: SU1423919A1
Application number: SU874179598A
Authority: SU
Inventors: Владимир Леонидович Макаров
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4671
Priority date: 1987-01-12
Filing date: 1987-01-12
Publication date: 1988-09-15

Abstract

Изобретение относитс к области оптического спектрального приборостроени . Цель - повьшение дисперсии и монохроматичности выдел емого излучени путем устранени однократно дифрагированного излучени . Излучение проходит через входную щель и С помощью коллиматорного зеркала направл етс на первую дифракционную решетку. После первой решетки излучение дифрагирует на вторую дифракционную решетку и далее на автокол- лиматорное зеркало. Затем в обратном ходе лучей монохроматизированное излучение проходит на выходную щель. Дл устранени однократно.дифрагированного излучени решетки наклонены на угол 0 между плоскостью главных сечений решеток и плоскостью оптической схемы, включающей центры щелей , коллиматорного зеркала и решеток . Этот угол определ етс из услови , где (f - угол падени излучени на первую решетку; i/- проекци угла дифракции на плоскость оптической схемы; проекци угла дифракции на главное сечение решетки; if- угловой размер щели. Оптическа схе- ма монохроматора может быть использована в спектрофотометрах и спектрометрах с высокой дисперсией. 2 ил. i (Л 4 ГС СА: со

Description

Изобретение относитс к оптическому спектральному приборостроению.

Целью изобретени вл етс повьппе- ние дисперсии, и монохроматичности - выдел емого излучени путем устранени однократно дифрагированного излучени ,

На фиг, 1 показана оптическа схема монохроматора; на фиг, 2 - ход Q лучей на, дифракционной решетке, главное сечение которой составл ет с плоскостью оптической схемы угол 9 .

Монохроматор содержит входную щель 1, коллиматорное зеркало 2, пер-15 вую 3 и вторую 4 дифракционные решет- ки, автоколлимационное плоское зерка- ло 5, отклон ющее плоское зеркало 6 и выходную щель 7, Ось Z совпадает с осью вращени решеток 3 и 4, ось Z 20 совпадает с направлением штрихов решетки , д - угол разворота решеток вокруг нормалей,

Монохроматор работает следующим образом,25

Исследуемое излучение проходит во входную щель 1 и попадает на коллиматорное зеркало 2, которое формиру- ет параллельный пучок лучей и направ- л ет его на первую дифракционную ре- 30 шетку 3, На первой дифракционной решетке излучение дифрагирует как на вторую дифракционную решетку, так и на коллиматорное зеркало 2,

Главное сечение дифракционной ре- -j щетки составл ет с плоскостью оптической схемы угол G , и падающий луч не лежит в плоскости главного сечени , поэтому дифрагированное излучение отклон етс от п.поскости монохро- 40 матора на угол , Таким образом, излучение , дифрагирующее в направлении коллиматора, дает изображение, смещенное по вертикали от выходной щели, Излучение, дифрагирующее в направле- 45 НИИ второй дифракционной решетки 4, падает на нее также под углом к плоскости оптической схемы. Главное сечение второй дифракционной решетки развернуто на угол б относительно плос- п кости оптической схемы, поэтому дифрагирующее излучение : отклон етс от направлени падающего на угол j в обратном направлении. Таким образом, дифрагирующее со второй решетки 4 лучение направл етс на автоколлимационное зеркало 5 параллельно плоскости монохроматора, Автоколлимационное зеркало 5 отражает излучение в обратном направлении, где оно последовательно дифрагирует на второй 4 и затем на первой 3 дифракционных решетках и падает на коллиматорное зеркал 2 параллельно падающему лучу. Излучение формируетс коллиматорным зерклом 2 в сход щимис пучок и отклон етс зеркалом 6 в направлении выходно щели 7, где формируетс изображение входной щели.

На фиг. 2 приведена схема, по сн юща устранение однократно дифрагированных лучей. Луч В, падаюш;ий на дифракционную решетку 3 или 4, леткит в плоскости оптической схемы Р и со- стаап ет с плоскостью главного сечени угол с . Этот луч состакп ет с нормалью к решетке угол падени cf, Известно, что дифрагированные лучи составл ют с главным сечением решет- зш угол сГ . Таким образом, и в пр мом (луч D), и в обратном (луч С) направлении лучи дифрагируют под углом с к плоскости главного сечени . Дл ТОГО, чтобы дифрагированный в обратном направлении луч С не попал в выходную щель 7, он должен составл ть с плоскостью оптической схемы угол, равный или больший половины углового размера щели

h 1 2F

где h - высота щели;

F - фокус объектива.

Из треугольников оаЬ, ode, оас, сао и оЬо можно определить угол Уче рез углы падени , дифракции и угол б между плоскостью монохроматора и главным сечением решетки с помощью уравнени

cos Y i

cos Ч

1 -

Y

d cos Lf

Решив это уравнение 5 получим

6.,arcsin . .cos4

1Sin Lf

Оптическа схема монохроматора с двум дифракционными решетками может быть использована в спектрофотометрах и спектрометрах с высокой дисперсией . Формул а изобретени

Монохроматор, содержаший оптически св занные входную щель, коллима314

торное зеркало, первую дифракщюнную решетку, установленную с возможностью вращени , плоское автоколлимационное зеркало, отклон ющее плоское зеркало и выходную щель, отличающий- с тем, что, с целью повышени дисперсии и монохроматичности выдел емого излучени путем устранени одно- кратно дифрагированного излучени , монохроматор дополнительно содержит вторую дифракционную решетку, установленную по ходу луча между первой дифракционной решеткой и плоским автоколлимационным зеркалом с возмож- ностью вращени вокруг оси, параллельной оси вращени первой дифракционной решетки, причем угол наклона

07/arc sin где

19

б плоскости главных сечений дифракционных решеток относительно плоскости оптической схемы, включающей центры щелей, коллиматорного зеркала и дифракционных решеток, удовлетвор ет условию

cos If - cos у- cos i/

If - угол падени излучени на

первую дифракционную решетку

ц - проекци угла дифракции на плоскость оптической схемы;

if - проекци угла дифракции на главное сечение дифракционной решетки;

f - угловой размер щели.

Z 7

(ptt.l

Claims

Формула изобретения

Монохроматор, содержащий оптически связанные входную щель, коллима^J 1423919 первую дифракционную б торное зеркало, плоскости главных сечений дифракрешетку, установленную с возможностью вращения, плоское автоколлимационное зеркало, отклоняющее плоское зеркало и выходную щель, отличающий с я тем, что, с целью повышения дисперсии и монохроматичности выделяемо го излучения путем устранения однократно дифрагированного излучения, ю монохроматор дополнительно содержит вторую дифракционную решетку, установленную по ходу луча между первой дифракционной решеткой и плоским ав токоллимационным зеркалом с возмож- 15 ностью вращения вокруг оси, параллельной оси вращения первой дифракционной решетки, причем угол наклона ционных решеток относительно плоскости оптической схемы, включающей центры щелей, коллиматорного зеркала и дифракционных решеток, удовлетворяет условию e^arcsin J ~.^c°^s. .Г. ^cos^,

1 sm²(/ ' где (f - угол падения излучения на первую дифракционную решетку;

I/' - проекция угла дифракции на плоскость оптической схемы;

Q¹- проекция угла дифракции на главное сечение дифракционной решетки;

ф - угловой размер щели.

)42391 9

Ί