SU853418A1 - Дифракционный монохроматор - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к спектраль ным приборам и может быть использова но в научных и заводских лаборатори  во всех исследовани х, требующих выделени  узкого по спектральному диапазону излучени . И звестны монохроматоры с вогнутыми дифракционными решетками, предназ наченные дл  работы в различных област х спектра 1. При достаточно хорошей фокусировке спектров в широкой области длин волн все они либо имеют сложный механизм сканировани  либо дают изображение с большими аберраци ми. Эти недостатки устранены в монохроматорах с вогнутой дифракционной решёткой, с переменным шагом, сканирование спектра в которых осуществл  етс  поворотом решетки вокруг вертикальной оси, проход щей через ее вершину при неподвижных шел х. Наиболее близким по техническому решению к изобретению  вл етс  моно хроматор с углом отклонени  не боле 45° 21 . Он содержит вогнутую дифра ционную решетку с переменным шагом, неподвижные входную и выходную щели механизм сканировани  спектра, обес почивающий поворот решетки вокруг вертикальной оси, проход щей через ее вершину, причем рассто ние от центра решетки до входной щели равно 0,9-1,1 радиуса кривизны решетки, а коэффициент неравномерности шага решетки выбран из услови  минимальной расфокусировки. Снижение аберраций достигаетс  малым значением угла отклонени , а уменьшение расфокусировки - оптимсшьным значением коэффициента неравномерности шага решетки . Однако в этом монохроматоре остаточна  расфокусировка достаточно велика . Она снижает разрешающую силу монохроматора, Целью изобретени   вл етс  уменьшение остаточной расфокусировки. Эта цель достигаетс  тем, что в монохроматоре, содержащем вогнутую дифракционную решетку с переменным шагом, оптически св занную с неподвижными входной и выходной щел ми, и механизм сканировани  спектра, обеспечивающий поворот решетки вокруг вертикальной оси, проход щей через ее вершину, между дифракционной решеткой с переменным шагом и выходной щелью по ходу лучей установлено вогнутое зеркало, а рассто ние от входной щели до центра дифракционной решетки равно 0,1-0,4 радиуса кривизны решетки.

Условие фокусировки - спектра дл вогнутой решетки с переменным шагом имеет вид F PCOS- X. + Р cosjb -COSO6-CO ( S i nQi+

s i n Ь) d ,

где ос и jb - соответственно углы падени  и дифракции;

„I R R

р ш-; - - радиус кривизны решетки;

г и п - рассто ни  от входной щели до центра решетки и от последней до выхоной щели;

А - коэффициент, характери зующий неравномерность шага решетки.

Это условие фокусировки наиболее точно выполн етс  во всем диапазоне сканировани  выбором таких значений отрезков схемы г и г , а также коэффициента А, которые удовлетвор ют следующей системе уравнений:

Э Т i Э г 2 г-$ 0;r--TiF d4 Oi|-lFV,

ар

ЗР

ах

Ч),

Ч),

н,

где 4J - угол поворота дифракционной решетки от положени ,- соответствующего нулевом пор дку спектра;

Ч , 4J. - значени  угла Ч соответственно в начале и в конце диапазона сканировани . Выражени  дл  р, р и Л весьма громоздки и указанна  система уравнений решаетс  на ЭВМ. В зависимости от пределов угла поворота решетки при небольших углах отклонени  решение 3Tofi системы уравнений дает значени  отрезков г равное 0,1-0,4 радиуса кривизны решетки и отрицательное значение отрезков г , т.е. мнимое изображение входной - щели. Дл  получени  действительного изображени  устанавливаетс  вогнутое зеркало.

На чертеже изображена схема дифракционного монохроматора.

Монохроматор содержит неподвижные выходную 1 и выходную 2 щели, вогнутую дифракционную решетку J с переменным шагом, вогнутое зеркало 4 н механизм сканировани  спектра 5.

Устройство работает следующим образом .

Излучение, вошедшее в монохроматор через входную щель 1, падает на вогнутую дифракционную решетку 3. Дифрагированное излучение расход щимс  пучком падает на вогнутое зеркало 4 и фокусируетс  последним на выходной щели 2 .

Механизм сканировани  спектра 5 1ожет быть выполнен в виде синусног механизма, что обеспечит линейную зависимость длин волн излучени , выводимого на выходную щель, от угла поворота барабана синусного механизма .

Оптимальные значени  отрезков схемы и коэффициента 1еравномерности

0 шага решетки позвол ют значительно снизить остаточную расфокусировку по сравнению с прототипом.

Claims (2)

1. Пейсахсон и.в. Оптика спектральных приборов. Л., Машиностроение , 1975, с. 230.

2. Авторское свидетельство ССС № 556347, кл. G 01 J 3/18, 1977

(прототип).