SU577397A1 - Двухлучевой фурье-спектрометр - Google Patents

Description

1

Изобретение СУГНОСИТСЯ к оптико-ингер« ференционным спектральным устройствам и может быть использовано в спектромет рических исследовани х в различных област х спектра.

Известны двухлучевые интерферометры, примен емые дл  анализа спектрального состава электромагнитного излучени , в которых с помощью светоделительного эл&™ мента осуществл етс  амплитудное деление исследуемого пучка на когерентные составл ющие с последующей рекомбинадией их и регистрации изменений результирующей интерференционной картины при изменени х разности хода интерференционных пучков 1

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  двухлучевой интерферометр, выполненный по автоколл№ мационной схеме, включающий зеркало н светоделительный элемент 2.

Однако он имеет низкую разрешающую способность и большие габариты. Это обуоловлено тем, что формирование пучков кэпучени  с заданными, геометрическими х рактеристиками, определ емыми услови ми

получени  требуемых значений светосклы и разрешающей способности обычно гс:гщбст вл етс  с помощью вспомогательнь;х сЬокусв рующих (зеркальных или линзовых.) опгич8с| ких систем, что усложн ет конструкцию вносит дополнительные потери и снижает эффективность спектрометра.

Целью изобретени   вл етс  увеличение разрешающей способности а уменьшение габаритов спектрометра.

Достигаетс  это тем, что двухлицевой Фурье-спектрометр дополнительно содерж1тг два одинаковых обращенных друг к соосных неподви шы с фокускрующн  зерка- ла с концентрическими отверсти ми Б дент ре, двухстороннее кольцевое плоское зерка ло, снабженное средством перемещени  доль оптической оси, светоделительный элемент, размещенный в центральной части плоского зеркала и установленный симметрично от носительно разнесенных фокусов фокусирую ишх зеркал, при этом оптические оси всех элементов устройства совмещены.

На чертеже показана оптическа  схема   ход лучей в интерферометре.

Интерферометр состоит из двух одинаковых обращенных друг к другу соосных фокусирующих (сферических или параболических) зеркал 1 и 2 с концентрическими отверсги№ ми в центре и с фокусами, расположенными, соответсвенно, в точках О и О на оси интерферометра, из подвижного кольцевого плоского зеркала 3, обе поверхности которого  вллютс  отражающими, из светоделительиого элемента 4, установленного на

оси на одинаковом рассто нии от точек Oj и О. Исследуемый источник излучени  {или его изображение) находитс  в точке Oj, а приемник помещаетс  в точке Og, Рассто ние между зеркалами 1 и 2 меньше их ра- диуса кривизны, а светоделительный элемент (измещен симметрично относительно их раэносенных фокусов.

Устройство работает следующим образом. Г асход шийс  пучок излучени  точечного . источника, наход щегос  в точке О, падает на светоделительный элемент 4, где расщеп л етс  на два когерентных пучка: один, проход щий в сторону зеркала 1, и второй, . отраже1шый в сторону зеркала 2, С помощью зеркал 1 и 2 эти пучки превращаютс  в плоско-параллельные и направл ютс  на подвижное плоское кольцевое зеркало 3, обе стороны которого  вл$потс  отражающими. Отраженные от зеркала 3 пучки вновь преобразуютс  зеркалами 1 и 2 в сход щиес , и далее, соотвественно, отразившись и npoftf д  через светоделительный элемент 4, вновь фокусируютс  в точке О|, а также в точке Oj, где наблюдаетс  и регистрируетс  ре зультирующа  картина интерференции.

При плоско-параллельном п емешении зеркала 3 вдоль оси интерферометра изме н етс -разность хода интерферирующих пучков , что приводит к изменени м картины интерференции, регистрируемой в точке О. При этом перемещение зеркала 3 на величину д вызывает измен 1ие оптической разности хода пучков на величину 4 Л.

Использование в качестве элементов ИНТе}эферометра фокусирующих зеркал i и 2 и двустороннего кольцевого плоского 3ej кала 3 позвол ет упростить схему интерферометра по сравнению с известными и су щественно уменьщить поперечные размеры его светоделительиого элемента, что облерчает качественное изготовление и оптимизацию характеристик последнего.

Схема интерферометра обеспечивает также получение больших значений разности хода интерферирующих пучков при небольщих перемещени х подвижного отражател  интерферометра .

Такое выполнение делает двухлучевой Фурье-спектрометр компактным, с большим спектральным разрешением.

Формула и хз обретени 

Двухлучевой Фурье- ;пектрометр, выполненный по автоколлимационной схеме, включающий зеркала и светоделительный элемент . отличающийс  тем, что, с цельк увеличени  разрешающей способности и уменьщени  габаритов, он содержит два одинаковых обращенных друг к другу соосных неподвижных фокусирующих зеркала с концентрическими отверсти ми в центре, двухйтороннее кольцевое плоское зеркало, сна средством перемещени  вдоль оптической оси, светоделительный элемент, размещенный в центральной части плоского зеркала и установленный симметрично относительно разнесенных фокусов фокусирующих зеркал, при этом оптические оси всех элементов устройства совмещены.

Источники информации, прин тые во вни мание при экспертизе:

l.Optik , т, 38, № 3, р. 298-310.

2. Белл Р. Дж. Введение в Фурье-спектроскопию . М.,Мир, 1975, с. ЗО.