SU754220A1

SU754220A1 - Двойной дифракционный монохроматор 1

Info

Publication number: SU754220A1
Application number: SU782642082A
Authority: SU
Inventors: Vyacheslav V Afanasev; Viktor B Shlishevskij
Original assignee: Novosib I Inzh Geodezii
Priority date: 1978-07-11
Filing date: 1978-07-11
Publication date: 1980-08-07

Description

Изобретение относится к спектральному приборостроению, а более конкретно к двойным монохроматорам, предназначенным для выделения из излучения узкого диапазона длин волн и уст- 5 ранения в полезном излучении паразитного света других длин волн, и может быть использовано для проведения точных спектрометрических измерений в широком спектральном диапазоне. Ю

Известен двойной дифракционный монохроматор, содержащий входную, промежуточную и выходную щель, объективы, две плоские дифракционные решетки и механизм сканирования спект- 15 ра [1].

Наиболее близким техническим решением является двойной дифракционный монохроматор, содержащий две вогнутые дифракционные решетки, входную 20 и выходную щели, промежуточную щель, совмещенную с общей для обеих решеток фокальной поверхностью, и механизм сканирования спектра [2^,

Недостатки этого прибора - ограни-25 ченный рабочий спектральный диапазони невысокая светосила, что явля-. ется следствием резко выраженной зависимости коэффициента отражения ре-; шеток и кривизны спектральных линий . 30

2

от длины волны. Условия зеркального отражения от ступенек решетки выполняются только для определенной длины волны, что и приводит к снижению светосилы прибора.

Цель изобретения - расширение рабочего спектрального диапазона и · повышение светосилы прибора.

Указанная цель достигается тем, что вогнутые дифракционные решетки установлены с возможностью одновременного поворота на равные углы. Одна из дифракционных решеток связана с промежуточной щелью посредством рычажно-кулисного механизма, обеспечивающего выполнение условия зеркального отражения от рабочих ступенек решетки для каждой длины волны.

Сканирование спектра в предлагаемом двойном дифракционном монохроматоре производится одновременным поворотом на равные углы вогнутых дифракционных решеток и перемещением промежуточной щели, связанной с одной из решеток рычажно-кулисным механизмом, При таком сканировании спектра последовательно для всех длин волн выполняется условие зеркального отражения от ступенек решеток. Кри виз на спектральных линий при этом прак754220

4

тически .остается постоянной, что расширяет рабочий спектральный диапазон и позволяет работать с высокими целями, т.е. с большой светосилой.

На чертеже представлена оптическая схема предлагаемрго двойного монохроматора с вариантом, конкретного выпол- 5 нения механизма сканирования спектра.

Монохроматор содержит входную щель 1, выходную щель 2 .плоские зеркала 3 и 4, вогнутые дифракционные решетки 5 и 6, промежуточную щель, состоя—' щую из плоского зеркала 7 и ножа 8, и механизм сканирования спектра. Вогнутые дифракционные решетки 5 и 6 могут быть выполнены с переменным шагом, Механизм сканирования спектра состоит из механизма поворота решеток и механизма перемещения промежуточной щели. Механизм разворота решеток может быть выполнен в виде косинусного механизма, включающего ползун 9,-шатун 10, кривошип 11 и ленточного механизма, состоящего из роликов 12 и 13 и гибкой ленты 14. Механизм перемещения промежуточной щели может быть выполнен в виде комбинации кулисного механизма, состоящего из кулисы 15 И кривошипа 1б и тангенсного механизма, состоящего из рычага 17 и ползуна 18. Кривошип 11 и кулиса 15 жестко соединены с роликом 12, а кривошип 16 жестко соединен с рычагом 17. Дифракционная решетка 5 жестко связина с роликом 12, а решетка 6 - с роликом 13. Плоское зеркало 7 и нож 8 промежуточной щели.жестко соединены с ползуном 18.

Устройство работает следующим об. разом.

Свет от источника излучения падает на входную щель 1 и направляется плоским зеркалом 3 на вогнутую дифракционную решетку 5. Дифрагированный: решеткой свет собирается, в плоскости ножа 8 промежуточной щели и плоским зеркалом 7 направляется на вторую дифракционную решетку 6. Дифрагированный этой решеткой свет после отражения от плоского зеркала 4 собирается в плоскости выходной щели 2.

Для обеспечения зеркального отражения от ступенек решетки излучения с длиной волны.λ , выводимого на промежуточную щель, решетка должна поворачиваться от положения автоколлимации на угол об , определенный выражением

к Л N

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

где К -. порядок дифракции;

N - число штрихов на мм дифрак- ¢0

ционной решетки; δ - угол блеска.

При поступательном перемещении ползуна 9 на величину 5 кривошипа 11, а следовательно, и ролика 12 с дифракционной решеткой 5 поворачивается на угол а , определяемый выражением

5 = 2 *К соз об ,

где К - длина кривошипа 11 и шатуна 10.

Применение косинусного механизма для разворота дифракционной решетки обеспечивает получение равномерной шкалы длин волн. Ленточный механизм состоящий из роликов 12 и 13 и гибкой ленты 14 обеспечивает поворот второй дифракционной решетки б на тот же угол ос , но в противоположную сторону.

Механизм перемещения промежуточной щели работает следующим образом.

При повороте дифракционной решетки на угол на такой же угол поворачивается и кулиса 15. Если кривошип 16 имеет длину Р = 0^ 0_й , то угол поворота кривошипа 16 равен 2 р> . На такой же угол поворачивается жестко связанный с кривошипом 16 рычаг 17. Поэтому перемещение промежуточной щели АВ определяется выражением:

АВ = 0, А · бд 2 р>

Это означает что на промежуточную щель падает излучение, зеркально отраженное от ступенек решетки.

Сканирование спектра одновременным поворотом на равные углы вогнутых дифракционных решеток и перемещением промежуточной щели, кинематически связанной с одной из решеток, позволяет расширить рабочий спектральный диапазон и значительно увеличить светосилу прибора.

При проведении спектрометрических измерений с помощью предлагаемого двойного дифракционного монохромато-, ра, снабженного механизмом сканирования, расширяя рабочий диапазон в 1,5-2 раза, светосила прибора увеличивается в 5 - 10 раз.

Claims

Формула изобретения

Двойной дифракционный монохроматор, содержащий две вогнутые дифракционные решетки, входную'и выходную щели, промежуточную щель, совмещенную с общей для обеих решеток фокальной поверхностью, и механизм сканирования спектра, отличающийс я тем, что, с целью расширения рабочего спектрального диапазона и повышения светосилы прибора, вогнутые дифракционные решетки установлены с возможностью одновременного поворота на равные углы, одна из дифракционных решеток связана с промежуточной щелью посредством рычажно5

754220

6

кулисного механизма, обеспечивающего выполнение условия зеркального отражения от рабочих ступенек решетки для каждой длины волны.