SU1656341A1 - Монохроматор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к спектральному приборостроению и может быть использовано в спектрометрах и спектрофотометрах с высокой дисперсией. Цель - повышение спектрального разрешени  за счет устранени  поворота изображени  входной щели при сканировании в монохроматоре со сложением пор дков. Это достигаетс  тем, что в монохроматоре со сложением входна  и выходна  щели 1, 5 соответственно расположены так, что их центры лежат в плоскости главного сечени  дифракционной решетки 3 и ножи щелей перпендикул рны ее главному сечению. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к спектральному приборостроению и может быть использовано в спектрометрах и спектрофотометрах с высокой дисперсией.

Цель изобретени  - повышение спектрального разрешени  за счет устранени  поворота изображени  входной щели.

На чертеже представлена схема предложенного монохроматора.

Монохроматор содержит входную щель 1, коллиматорное зеркало 2, дифракционную решетку 3, установленную с возможностью поворота вокруг оси, лежащей в плоскости дифракционной решетки параллельно ее штрихам, плоское автоколлимационное зеркало 4,. закрепленное, например, на общем с дифракционной решеткой кронштейне (платформе) и имеющее возможность совместного поворота с дифракционной решеткой 3 вокруг ее оси вращени , входна  1 и выходна  5 щели расположены таким образом, что их центры лежат в плоскости главного сечени  дифракционной решетки 3, а ножи щелей перпендикул рны ее главному сечению.

Монохроматор работает следующим образом .

Исследуемое излучение от входной щели 1 попадает на коллиматорное зеркало 2, которое направл ет сформированный параллельный пучок на дифракционную решетку 3. Учитыва , что центры щелей расположены в главной плоскости сечени  дифракционной решетки, совпадающей с главной плоскостью монохроматора, и видны из центра коллиматорного зеркала под углом А, соотношение дл  2-го пор дка запишетс  в виде

sin p+ sin (p z 2 AN

где р, ( - углы, образуемые с нормалью к дифракционной решетке падающим и дифрагированным пучком; А- выдел ема  длина волны спектра; N - число штрихов дифракционной решетки на единицу длины, так р - Д то указанное выражение можно записать и в виде

sin(-A ) 2AN.

Дл  1-го пор дка в пр мом и обратном ходе от зеркала можно записать:

sin p + sin fi AN;

01 О СО

N

sin p + sin p- A N,

где - дифракции от решетки в 1-м пор дке; (р -угол падени  на решетку пучка лучей, отраженных от автоколлимационного зеркала; p i - угол дифракции в обратном ходе.

Рассмотрим систему уравнений sin Ј + sin pj AN

sin p- + sin AN sin 99 +sin 2 2 AN

Найдем условие, при котором лучи одной и той же А 1-го и 2-го пор дков попадут в выходную щель, т.е. 1 sin p z. Прин в это, вычита  из 3-го уравнени  2-е, получим

sin р- sin р AN.

Далее, вычита  полученное уравнение из 2-го, получим

+ 0.

Такое условие может быть выполнено, если , т.е. угол дифракции от решетки в пр мом ходе равен углу падени  на решетку в обратном ходе, вз том с противоположным знаком.

При этом условии, сложив 1-е и 2-е уравнени , получим

sin p+ sin i 2 AN.

Сравнива  его с уравнением дл  2-го пор дка

Sin р+ sin 2 AN, получим, что ffi р 2 дл  данной А.

Конструктивно это выполн етс  установкой перпендикул рно нормали к дифракционной решетке на пути лучей плоского автоколлимационного зеркала.

Таким образом, излучение с длиной волны А, дифрагировавшее на дифракционной решетке во 2-м пор дке, совпадает с излучением той же длины волны А , дифрагировавшим на дифракционной решетке в обратном ходе в 1-м пор дке, если нормаль из центра дифракционной решетки совпадает с нормалью к автоколлимационному зеркалу.

Поворачива  дифракционную решетку вокруг оси, наход щейс  в ее плоскости, параллельно штрихам, т.е. перпендикул рно плоскости главного сечени  решетки, совпадающей с главной плоскостью моно- хроматора, и в то же врем  располага  автоколлимационное зеркало так, чтобы его нормаль совпадала с нормалью к дифракционной решетке, получаем на выходной щели спектр суммарного излучени  1-го и 2-го пор дков, совпадающих по длинам волн. Все описанное можно распространить на

любые кратные пор дки, например: 2k и k, 4k и 2k, 6k и 3k и т.д.

Вследствие предложенного расположени  центров щелей изображение входной

щели не разворачиваетс  по отношению к выходной щели.

При сложении пор дков одной и той же длины волн А можно фокусировать спектральные линии в плоскости, в которой располагаютс  ножи щели, без каких-либо дополнительных механизмов разворота щели , и кроме того, нет необходимости в юстировке разворота входной щели дл  совпадени  ее изображени  с выходной

щелью во всем диапазоне углов.

На чертеже, как пример, представлена схема расположени  оптических элементов, в которой плоское автоколлимационное зеркало 4 и дифракционна  решетка 3 имеют жесткую св зь относительно друг друга, их нормали, проведенные из центров, совпадают и при сканировании они совместно поворачиваютс  вокруг общей оси 0, расположенной в плоскости дифракционной решетки параллельно ее штрихам, центры щелей расположены в горизонтальной плоскости главного сечени  дифракционной решетки , а ножи щелей перпендикул рны главному сечению.

Использование изобретени  по сравнению с прототипом упрощает конструкцию монохроматора и обеспечивает более простую юстировку.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Монохроматор, содержащий оптически св занные входную щель, коллиматорное зеркало, дифракционную решетку, плоское автоколлимационное зеркало, выходную

   щель, причем плоское автоколлимационное зеркало установлено с возможностью совместного поворота с дифракционной решеткой вокруг оси, лежащей в плоскости дифракционной решетки параллельно ее

   штрихам, нормаль из центра дифракционной решетки совпадает с нормалью к автоколлимационному зеркалу, а главный фокус коллиматорного зеркала, его центр и нормаль к автоколлимационному зеркалу расположены в плоскости главного сечени  дифракционной решетки, отличающий- с   тем, что с целью повышени  спектрального разрешени , центры входной и выходной щелей расположены в плоскости

   главного сечени  дифоакционной решетки, а ножи щелей перпендикул рны/ ее главному сечению.