SU682771A1 - Monochromator - Google Patents

Monochromator

Info

Publication number
SU682771A1
SU682771A1 SU772491925A SU2491925A SU682771A1 SU 682771 A1 SU682771 A1 SU 682771A1 SU 772491925 A SU772491925 A SU 772491925A SU 2491925 A SU2491925 A SU 2491925A SU 682771 A1 SU682771 A1 SU 682771A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
compensating element
curvature
spectral
monochromator
line
Prior art date
Application number
SU772491925A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Кирилл Андреевич Раскин
Original Assignee
Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Автоматизации Предприятий Промышленности Строительных Материалов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Автоматизации Предприятий Промышленности Строительных Материалов filed Critical Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Автоматизации Предприятий Промышленности Строительных Материалов
Priority to SU772491925A priority Critical patent/SU682771A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU682771A1 publication Critical patent/SU682771A1/en

Links

Landscapes

  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Description

(54) МОНОХРОЛ АТОР(54) MONOCHROL ATOR

Изобретение относитс  к области спектрального приборостроени  и может быть применено при конструировании спектральных приборов средней и высокой светосилы, работающих в широком спектральном диапазоне .The invention relates to the field of spectral instrumentation and can be applied in the design of spectral instruments of medium and high luminosity, operating in a wide spectral range.

Известны монохроматоры, содержащие входную и выходную щели, коллиматорный и камерный объективы, диспергирующую систему, которые предназначены дл  выделени  излучени  узкого спектрального интервала 1.Monochromators are known that contain entrance and exit slits, a collimator and chamber lenses, and a dispersing system, which are designed to isolate radiation from a narrow spectral interval 1.

Известным монохроматорам присуще искажение изображени  пр мой входной щели , т. е. искривление спектральной линии, вызываемое диспергирующей системой. При этом кривизна спектральных линий мен етс  с изменением длины волны. Это приводит к расщирению спектральной полосы пропускани  прибора, снижа  тем самым его разрещающую способность, а также приводит к ошибкам при спектрометрических измерени х.The known monochromators are inherent in the distortion of the image of the direct entrance slit, i.e. the curvature of the spectral line caused by the dispersing system. At the same time, the curvature of the spectral lines varies with wavelength. This leads to the expansion of the spectral bandwidth of the instrument, thereby reducing its resolution, and also leads to errors in spectrometric measurements.

SS

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  монохроматор , содержащий входную и выходную щели, коллиматорный и камерный объектив , диспергирующую систему и компенсирующий элемент 2.Closest to the invention to the technical essence is a monochromator comprising an entrance and exit slit, a collimator and chamber lens, a dispersing system and a compensating element 2.

Это устройство сложно и кроме того не может быть использовано в случае призменной диспергирующей системы.This device is complicated and, moreover, cannot be used in the case of a prism dispersing system.

Целью изобретени   вл етс  упрощение компенсации кривизны спектральных линий на всем спектральном диапазоне при любой диспергирующей системе.The aim of the invention is to simplify the compensation of the curvature of spectral lines over the entire spectral range for any dispersing system.

Поставленна  цель достигаетс  благодар  тому, что компенсирующий элемент выполнен в виде оптического клина, преломл ющими гран ми которого  вл ютс  поверхности второго пор дка, в частности, пр мых круговых конусов, оси которых лежат в плоскости гла-вного сечени  клина под углом одна к другой от 2° до 40°, при5 чем оптический клин установлен перед выходной щелью с возможностью перемещени  в направлении, перпендикул рном выходной щели и оптической оси, а плоскость This goal is achieved due to the fact that the compensating element is made in the form of an optical wedge, the refractive faces of which are second-order surfaces, in particular, straight circular cones, the axes of which lie in the plane of the main section of the wedge at an angle to one another. from 2 ° to 40 °, with the optical wedge mounted in front of the exit slit with the ability to move in the direction perpendicular to the output slit and optical axis, and the plane

0 главного сечени  его перпендикул рна выходной щели. Компенсаци  кривизны линий происходит за счет того, что разные части пучка лучей, стро щего изображ. ние искривленной линии, отклон ютс  раз5 ными участками компенсирующего элемента на различную величину. Причем отклонение направлено в сторону, противоположную прогибу спектральной линии, а величина такова, что искривленна  лини  становитс  пр мой. При перемещении ком00 its main section is perpendicular to the exit slit. Compensation of the curvature of the lines occurs due to the fact that different parts of the beam of rays building the image. the curved line is deviated by different parts of the compensating element by a different amount. Moreover, the deviation is directed in the direction opposite to the deflection of the spectral line, and the magnitude is such that the curved line becomes straight. When moving

пенсирующего элемента Б ту или другую сторону величина отклонени  пучка увеличиваетс  или уменьшаетс  различно дл  разных участков компенсирующего элемента , что дает ,во:з1мажно:сть выпр мл ть лиНИИ большей или меньшей кривизны. При помоши компенсирующего элемента можно компенсировать кривизну линий независимо от того, кака  диспергируюш,а  система используетс  в монохроматоре - дифракционна  или призменна . При этом иет необходимости искривл ть спектральные щели.of the reversing element B of one or the other side, the amount of beam deflection increases or decreases differently for different parts of the compensating element, which gives, in the following: it is possible: to straighten the line of greater or lesser curvature. With the help of a compensating element, it is possible to compensate for the curvature of the lines, regardless of whether they are dispersed and the system used in the monochromator is diffractive or prismatic. In this case, there is a need to distort the spectral slits.

На фиг. 1 представлена оптическа  схема одного из .возможных вариантов предлагаемого монохроматора; на фиг. 2 - компенсирующий элемент в аксонометрии; на фиг. 3 - кОМггтенсИрующий элемент, вид сбоку и ход лучей через него; на фиг. 4 - то же, вид сверху; на фиг. 5 - разрез по А-А на фиг. 3.FIG. Figure 1 shows the optical scheme of one of the possible variants of the proposed monochromator; in fig. 2 - a compensating element in a perspective view; in fig. 3 - COMBTENT Element, side view and ray path through it; in fig. 4 - the same, top view; in fig. 5 is a section along A-A in FIG. 3

Монохроматор содержит входную щель /, зеркальный объектив 2, диспергирующую призму 3, плоское зеркало 4, поворотное зеркало 5, компенсирующий элемент 6, выходную щель 7, преломл ющие грани 8 и 9 клина.The monochromator contains an entrance slit /, a mirror lens 2, a dispersing prism 3, a flat mirror 4, a swiveling mirror 5, a compensating element 6, an exit slit 7, refracting edges 8 and 9 of the wedge.

Монохроматор работает следующим образом .The monochromator works as follows.

Излучение поступает через входную щель J (фиг. 1) на объектив 2.The radiation enters through the entrance slit J (Fig. 1) on the lens 2.

Объектив 2 направл ет излучение параллельным пучком на диспергирующую иризму 3. После прохождени  через призму излучениераскладываетс  в сиектр по длинам волн и попадает на плоское зеркало 4 (зеркало Литтрова). Отразившись от зеркала 4, излучение вновь проходит через призму 3, вторично диюпергиру сь, и, фокусируетс  объективом 2В его задней фокальной плоскости, пройд  Через компенсирующий элемент 6, который устран ет кривизиу спектральных линий. Благодар  этому через пр мую выходную щель 7 проходит Все монохро;матич.еакое излучение пр мой спектральной ЛЕНИИ.С целью значительного увеличени  дисперсии зеркало Литтрова 4 может замен тьс  на дифракционную решетку . Дл  сканировани  спектра зеркало (решетка) 4 поворачиваетс  вокруг оси, параллельной рабочим гран м призмы 3 и проход щей через середину его отражающей поверхности. Призма 3 устанавливаетс  неподвижно.Lens 2 directs the radiation by a parallel beam to a dispersing irisma 3. After passing through the prism, the radiation is expanded into a wavelength spectrum and falls on a flat mirror 4 (Litter's mirror). Reflecting from mirror 4, the radiation passes through the prism 3 again, again, the camera is guided again, and is focused by the lens 2B of its rear focal plane, passing through the compensating element 6, which eliminates the curvature of the spectral lines. Due to this, the All monochromatrix passes through the direct exit slit 7; the radiation of the direct spectral LENIUM is matched. In order to significantly increase the dispersion, the Litter 4 mirror can be replaced with a diffraction grating. To scan the spectrum, the mirror (grid) 4 is rotated around an axis parallel to the working faces of the prism 3 and passing through the middle of its reflecting surface. Prism 3 is fixed motionless.

В сечении плоскостью А-А (фиг. 5) и услозио совмещенных с ним сечени х плоскост ми Б-Б и В-В, которые изображены пунктиром, по.казаны проекции на эти плоскости хода трех главных лучей, исход щих из центра (точка О) и краев (точки тип) входной щели дл  длины волны К. Допустим, что лини  тОп соответствует искривленной спектральной линии с длиной волиы X, причем кривизнуIn the section by the plane A-A (Fig. 5) and the condition of the sections combined with it by the planes BB and B-B, which are shown by a dotted line, the projections of the three main rays emanating from the center (point O) and the edges (points of type) of the entrance slit for the wavelength K. Suppose that the line tOp corresponds to a curved spectral line with a wavelength X, and the curvature

-.уТГМЛ ПI-.TUHML PI

ной стрелки прогиба h. В сечении А-А, Б-Б, В-В показано, что при определенных значени х углов а, г, рассто ни  /, а также показател  преломлени  п материала компенсирующего элемента, проекции лучей, лежащие до входа в компенсирующий элемент на цилиндрической поверхности , котора  при отсутствии последнего, пересека сь с плоскостью спектра, образует искривленную спектральную линию, при выходе из компенсирующего элемента лежат уже в одной плоскости, котора , пересака сь с плоскостью спектра, образует пр мую спектральную линию. Таким образом , пучок лучей, стро щий прежде изображение искривленной линии, теперь, пройд  через компенсирующий элемент, строит изображение пр мой линии.Noah arrows h. In sections A-A, B-B, B-B, it is shown that for certain values of angles a, g, distance I, and also the refractive index n of the material of the compensating element, the projections of the rays that lie before entering the compensating element on the cylindrical surface which, in the absence of the latter, intersects with the plane of the spectrum, forms a curved spectral line, when leaving the compensating element lies already in the same plane, which, having intersected with the plane of the spectrum, forms a straight spectral line. Thus, the beam of rays, which first builds the image of the curved line, now passes through the compensating element, builds the image of the straight line.

Во врем  сканировани  спектра измен етс  значение кри1визны линий соответственно с изменением длины волны излучени , поступающего в выходную щель. Дл  компенсации кривизны линий других длин волн (А и 2) с меньшей или с большей кривизной (стрелки h и hz) лучи вход т и компенсирующий элемент соответственно :на меньшем (точки ) или большем (точки ) рассто нии от вершины клина. Таким образом компенсирующий элемент перемещаетс  в направлении, перпендикул рном выходной щели и оптической оси, измен   тем самым рассто ние от вершины клина до проход щих через него лучей, поступающих в выходную щель. Наиравление перемещени  компенсирующего элемента указано стрелками на фиг. 1. Выходна  щель 7 должна перемещатьс  на незначительное рассто ние вдоль оптической оси. Размеры компенсирующего элемента невелики: ширина его не на много больше высоты щели.During the spectrum scan, the line curvature changes according to the wavelength of the radiation entering the exit slit. To compensate for the curvature of lines of other wavelengths (A and 2) with a smaller or larger curvature (arrows h and hz), the rays enter the compensating element, respectively: at a smaller (point) or larger (point) distance from the wedge top. Thus, the compensating element moves in the direction perpendicular to the exit slit and the optical axis, thereby changing the distance from the top of the wedge to the rays passing through it entering the exit slit. The movement of the compensating element is indicated by arrows in FIG. 1. The exit slit 7 should move a small distance along the optical axis. The dimensions of the compensating element are small: its width is not much larger than the height of the slit.

При помощи компенсирующего элемента возможно устранение абберации - кривизны иол , вносимой оптикой монохроматора . Исправление кривизны пол  достигаетс  путем расчета разнотолщинности фигуры, получающейс  в сечении компенсирующего элемента меридианальной плоскости . Полна  компенсаци  кривизны спектральных линий устран ет указанные недостатки известных монохроматоров и дает возможность трудоемкие в изготовлении кривые щели заменить на пр мые щели, простые в изготовлении; увеличить дисперсионную разрешающую способность монохроматоров; увелич ить высоту щелей, а значит, и светосилу монохроматоров; расширить спектральный диапазон монохроматоров; исправить пол , что приводит к увеличению абберационной разрешающей способности монохроматоров.With the help of a compensating element it is possible to eliminate the aberration - the curvature of the IOL introduced by the optics of the monochromator. Correction of the curvature of the field is achieved by calculating the thickness variation of the figure obtained in the cross section of the compensating element of the meridional plane. The complete compensation of the curvature of the spectral lines eliminates the indicated drawbacks of the known monochromators and makes it possible to replace the laborious curvature gaps by straight slots that are easy to manufacture; increase the dispersion resolution of monochromators; increase the height of the slots, and hence the luminosity of monochromators; expand the spectral range of monochromators; correct the floor, which leads to an increase in the aberration resolution of monochromators.

Claims (2)

1.Пейсахсон- И. В. Оптика спектральных приборов. Л., «Л ащиностроение, 1970, с. 156-159.1. Paysakhson- I. V. Optics of spectral instruments. L., “L. Ashchinostroenie, 1970, p. 156-159. 2.Авторское свидетельство СССР № 263930, G 01 J 3/12, 1970.2. USSR Author's Certificate No. 263930, G 01 J 3/12, 1970. ut, 1ut, 1 Уиг.ЗWIG СригЛSrigL ПP
SU772491925A 1977-06-06 1977-06-06 Monochromator SU682771A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772491925A SU682771A1 (en) 1977-06-06 1977-06-06 Monochromator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772491925A SU682771A1 (en) 1977-06-06 1977-06-06 Monochromator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU682771A1 true SU682771A1 (en) 1979-08-30

Family

ID=20711472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772491925A SU682771A1 (en) 1977-06-06 1977-06-06 Monochromator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU682771A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2791038B2 (en) Spectroscope, projection exposure apparatus and projection exposure method using the same
US4634276A (en) Slit imaging system using two concave mirrors
US4440468A (en) Planar waveguide bragg lens and its utilization
JPH08136345A (en) Double monochromator
JP2008510964A (en) Multichannel, multispectral imaging spectrometer
JPH04220537A (en) Dual spectrometer
US4690559A (en) Optical system for spectral analysis devices
US2995973A (en) In-line spectrometer
US4371263A (en) Double monochromator
JPH0810160B2 (en) Imaging spectrometer
US5579106A (en) Method and apparatus for providing astigmatism-reduced images with spectroscopic instruments
JPH11183249A (en) Spectroscope
US3048080A (en) Spectroscopic device
US20170115163A1 (en) Field lens corrected three mirror anastigmat spectrograph
SU682771A1 (en) Monochromator
US2669899A (en) Monochromator
EP0163743B1 (en) Monochromator
SU600401A1 (en) Twin diffraction monochromator
SU724941A1 (en) Spectrograph with crossed dispersion
US3567323A (en) High spectral purity and image quality monochromator
SU1562716A1 (en) Monochromator
SU366365A1 (en) SPECTROGRAPH
SU1742634A1 (en) Spectrograph
SU1226078A1 (en) Difraction monochromator
US4441814A (en) Spectrograph providing spectral reference marks