SU1651111A1

SU1651111A1 - Interference spectrometer

Info

Publication number: SU1651111A1
Application number: SU894639627A
Authority: SU
Inventors: Людмила Викторовна Егорова; Ада Петровна Лаппо
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6681
Priority date: 1989-01-17
Filing date: 1989-01-17
Publication date: 1991-05-23

Abstract

Изобретение относитс к оптическому спектральному приборостроению . Цепью изобретени вл етс повышение светосилы при одновременном сокращении габаритов, увеличении жесткости и нерасстраиваемости конструкции . Излучение источника 1 попадает через объектив 2 на светоделитель 3. В одном канале после светоделител 3 установлены первое дополнительное зеркало 4 и плоское зеркало 6, а в другом канапе - второе дополнительное зеркало 5 и плоское зеркало 7. Излучение оп ть попадает на светоделитель 3, интерферирует и объективом 8 направл етс на фотоприемник 9. Дополнительные зеркала 4 и 5 могут быть установлены параллельно светоделителю или составл ют с ним угол оЈ arctg a/h, где а - половина диаметра объектива 2; h - двойное: фокусное рассто ние объектива 2. Дополнительное увеличение светосилы происходит за счет уменьшени степени виньетировани наклонных пучков. 1 ил.This invention relates to optical spectral instrumentation. The chain of the invention is to increase the luminosity while reducing the overall dimensions, increasing the rigidity and non-expandability of the structure. The radiation from source 1 passes through lens 2 to beam splitter 3. In one channel after beam splitter 3, the first additional mirror 4 and flat mirror 6 are installed, and in the other canape the second additional mirror 5 and flat mirror 7. The radiation again hits beam splitter 3 and interferes and the lens 8 is directed to the photodetector 9. Additional mirrors 4 and 5 can be installed parallel to the beam splitter or make an angle of about ct arctg a / h, where a is half the diameter of the lens 2; h - double: focal length of lens 2. A further increase in luminosity occurs due to a decrease in the degree of vignetting of oblique beams. 1 il.

Description

Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению.The invention relates to optical spectral instrument engineering.

Цель изобретения - повышение светосилы при одновременном сокращении габаритов и увеличение жесткости и нерасстраиваемости оптической схемы.The purpose of the invention is to increase aperture ratio while reducing dimensions and increasing rigidity and non-alignment of the optical circuit.

На чертеже показана оптическая схема интерференционного спектрометра.The drawing shows an optical diagram of an interference spectrometer.

Спектрометр содержит источник 1 щ излучения, проектирующий объектив 2, светоделитель 3, первое 4 и второе 5 дополнительные плоские зеркала, первое 6 и второе 7 плоские зеркала, выходной объектив 8, линейный фотопри-^з емник 9, систему 10 регистрации, изоб-* ражение 11 источника излучения. Зеркало 7 смещено с оптической оси на величину t для получения требуемой величины Т сдвига. 20The spectrometer contains a radiation source 1, a projecting lens 2, a beam splitter 3, the first 4 and second 5 additional flat mirrors, the first 6 and second 7 flat mirrors, an output lens 8, a linear photodetector 9, a recording system 10, an image * Radiation 11 of the radiation source. The mirror 7 is shifted from the optical axis by a value of t to obtain the desired shift value T. 20

Спектрометр работает следующим образом.The spectrometer works as follows.

Проектирующий объектив 2 удален от источника 1 излучения на расстояние, равное удвоенной длине его фоку- 25 са. На таком же расстоянии от проектирующего объектива 2 помещается изображение 11 источника излучения. По отношению к выходному объективу 8 изображение 11 источника излучения лежит в его передней фокальной плоскости, так что за входньм объективом 8 идет параллельный пучок лучей. Зеркало 7, сдвинутое вдоль нормали к нему на расстояние t, вносит поперечный сдвиг итерферирующих пучков на ^5 величину Т = -J2t? для известного прибора и на величину Т = 4t*sin 22°30* для предлагаемого. Когерентные, попарно параллельные лучи, сдвинутые в поперечном направлении на величину Т, интерферируют в задней фокальной плоскости объектива 8, образуя здесь интерферограмму источника 1 излучения. В плоскость интерферограммы устанавливается линейный фотоприемник 9, сигнал с элементов которого после усиления преобразуется с помощью вычислительного устройства в спектр.The projecting lens 2 is removed from the radiation source 1 by a distance equal to twice the length of its focus 25 s. At the same distance from the projecting lens 2 is placed the image 11 of the radiation source. With respect to the output lens 8, the image 11 of the radiation source lies in its front focal plane, so that a parallel beam of rays goes behind the input lens 8. Mirror 7, shifted along the normal to it by a distance t, introduces a transverse shift of the interfering beams by ^ 5 the value T = -J2t? for a known device and by the value of T = 4t * sin 22 ° 30 * for the proposed. Coherent, pairwise parallel beams, shifted in the transverse direction by a value of T, interfere in the rear focal plane of the lens 8, forming here an interferogram of the radiation source 1. A linear photodetector 9 is installed in the plane of the interferogram, the signal from the elements of which, after amplification, is converted into a spectrum using a computing device.

Для варианта интерферометра с зеркалами 4 и 5, расположенными под д углом С0= arctg к светоделителю, ’< η получается еще большее увеличение светосилы.For a variant of the interferometer with mirrors 4 and 5 located at an angle C0 = arctg to the beam splitter ’<η, an even greater increase in aperture is obtained.

Кроме увеличения светосилы за счет роста величины относительного отверстия объективов, дополнительное увеличение светосилы происходит за счет уменьшения степени виньетирования наклонных пучков, идущих внутри интерференционной схемы. Поскольку для статических фурье-спектрометров контраст интерференционной картины в фокальной плоскости выходного объектива не зависит от размеров источника излучения, то углы наклонных пучков с оптической осью внутри интерферометра могут быть весьма велики и всякое укорочение хода лучей между входньв* и выходным объективами существенно повышает светосилу прибора за счет сохранения наклонных пучков.In addition to increasing the aperture due to an increase in the relative aperture of the lenses, an additional increase in aperture occurs due to a decrease in the degree of vignetting of the inclined beams going inside the interference circuit. Since for static Fourier spectrometers the contrast of the interference pattern in the focal plane of the output lens does not depend on the size of the radiation source, the angles of the inclined beams with the optical axis inside the interferometer can be very large and any shortening of the beam path between the input * and output lenses significantly increases the luminosity of the device beyond due to the conservation of oblique beams.

Возможность уменьшения фокусного расстояния входного объектива способствует сокращению габаритов схемы и прибора и, как следствие, и веса последнего. Кроме того, увеличивается его жесткость и нерасстраиваемость_чпоскольку любые вибрации и температурные колебания и взаимные разъюс.тировки выходного объектива и линейки фотодиодов в меньшей степени сказываются при более коротком фокусном расстоянии выходного объектива.The ability to reduce the focal length of the input lens helps to reduce the dimensions of the circuit and the device and, as a consequence, the weight of the latter. Furthermore, increasing its rigidity and nerasstraivaemost _h as any vibration and temperature fluctuations and mutual razyus.tirovki output lens and the line of photodiodes is less affected when a shorter focal distance of the output lens.

Claims

Claim

An interference spectrometer containing an optically coupled radiation source, a projecting lens, a beam splitter, first and second flat mirrors, an output lens and a linear multi-channel photodetector connected to a registration system, characterized in that .; in order to increase the aperture ratio while reducing the dimensions, increasing the rigidity and non-alignment of the optical scheme, the first and second additional mirrors are placed in the spectrometer, placed along the radiation path between the beam splitter and the first plane mirror and between the beam splitter and the second plane mirror, respectively, while reflecting the plane of each of additional mirrors parallel to the plane of the beam splitter or makes an angle oС with it, satisfying a

relations (X <arctan where a is half the diameter of the projecting lens, L is the double focal length of the projecting lens.