SU934245A1 - Дифракционный монохроматор - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к спектральным приборам, а более конкретно к дифракционным мЬнохроматорам, и может быть использовано в научных и заводских лаборатори х, в исследовани х , требующих выделени  узкого по спектральному диапазону излучени .

Известны монохроматоры с пло.ской дифракционной решеткой, работающей в сход щемс  пучке лучей.ГТ.

При достаточно малом количестве оптических деталей механизм сканировани  спектра в них должен обеспечивать поворот решетки с одновременным поступательным ее смещением, либо при повороте решетки - обеспечивать перемещение одной из щелей. Это усложн ет механизм сканировани  спектра. Кроме того, в монохроматорах с целью коррекции аберраций установлены сложные линзы.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  монохроматор, содержащий

плоскую дифракционную решетку, вогнутое зеркало, неподвижные входную и выходную щели и механизм сканировани  спектра 2.

Недостатком известного монохроматора  вл етс  низкое качество изображени .и сложный механизм сканировани  спектра.

Цель изобретени  - упрощение механизма сканировани  и улучшение

10 качества изображени .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в монохроматоре, содержащем плоскую дифракционную решетку, вогнутое зеркало, неподвижные входную

15 и выходную щели и механизм сканировани  спектра дл  поворота решетки, выходна  щель расположена за вогнутым зеркалом по ходу лучей так, что центр этой щели расположен на пр мой,

20 проход щей через центр дифракционной решетки и вершину вогнутого зеркала.

Claims (2)

1. При таком расположении элементов оптической системы ось вращени  дифракционной решетки неподвижна и проходит через центр дифракционной решетки, а расфокусировка на выходн щели отсутствует. Это видно из следующей формулы г -г i, costd. где d и fb - углы падени  и дифракци соответственно; г - рассто ние по оси пучка от решетки до изображени  входной щели, давае мого вогнутым зеркалом , г- рассто ниеОТ решетки до монохроматических изображений щели. ПРИ ЭТОМ астигматизм 1-го пор дка плоской решетки также отсутствуе Остаютс  аберрации 2-го пор дка, из которых наибольшую величину имеет меридиональна  кома. Последн   (ожет быть значительно уменьшена за счет использовани  дифракционной решетки с переменным шагом, измен ю щимс  пропорционально квадрату координаты у точки на поверхности решетки в направлении, перпендикул рном штрихам. Рассто ние между соседними штрихами плоской дифракционной решетки можно записать следующим образом (1)) , (2) где Q- рассто ние между соседними штрихами в центре решетки (при -i 0)) 1| - коэффициент неравномерност шага решетки. Член разложени  функц.ии оптического пути, характеризующий меридиональную кому плоской решетки, рабо тающей в сход щемс  пучке лучей в автоколлимации, имеет вид 2 sin Ч 4 . . .„ , А) sin Ч, ( где - угол ааДени , равный углу дифракции и углу поворота решетки,. Г - рассто ние от центра решетки до изображени  входной щ ли, даваемого вогнутым зеркалом , равным рассто нию от центра решетки до выходной щели. Меридиональна  кома будет минимальной во всем диапазоне сканирова ни  спектра при коэффициенте неравномерности шага решетки, определ емом из уравнени  , где и Ц , - значение угла Ч в начале и в конце диапазона сканирований). Решение этого уравнени  имеетт , aCM) - аСЧ,) 3 . ) - ЬТЧ:,) 8FI где аСЧ) J - -J- sin 44- , Ь(} Ц - 1 sin . Данна  функци  справедлива дл  сход щегос  гомоцентрического пучка, который может быть получен с помощью эллипсоидального зеркала. На чертеже изображена схема дифракционного монохроматора. Монохроматор содержит неподвижные входную 1 и выходную 2 щели, плоскую дифракционную решетку 3 с переменным шагом, вогнутое зеркало и механизм 5 сканировани  спектра. Излучение, вошедшее в монохроматор через входную щель 1, падает на вогнутое зеркало и, отразившись от него, сход щимс  пучком падает на плоскую дифракционную решетку 3. Дифрагированное излучение фокусируетс  на выходной щели 2. Механизм 5 сканировани  спектра обеспечивает поворот дифракционной решетки вокруг оси О, проход щей через ее центр. Предложенна  схема монохроматора при всей простоте механизма сканировани  спектра и при использовании дифракционной решетки с оптимальным коэффициентом неравномерности шага позвол ет получить высокое качество изображени  спектра. Например , при повороте решетки от Mi 1,03° до Ч- 10,37 при /г/ 525 мм, -О 0,533 10 ширине решетки 2 /у/ 50 мм поперечные аберрации измен ютс  в пределах от cfy -0,00 мм до dV 0,008 мм, тогда как в известном устройстве при аналогичных услови х они принимают значени  от с/у -О,Об мм до Лу -0,632 мм. Формула изобретени  Дифракционный монохроматор, со- держащий плоскую дифракционную решетку , вогнутое зеркало, неподвижные входную и выходную щели и механизм сканировани  спектра дл  поворота решетки, отличающийс  те что, с целью упрощени  механизма сканировани  спектра и улучшени  качества изображени , выходна  щель расположена за вогнутым зеркалом по ходу лучей так, что центр этой щели расположен на пр мой, проход 6 щей через центр дифракционной решетки и вершину вогнутого зеркала. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Пейсахсон И.В. Оптика спект- , ральных приборов. Л., Машиностроение , 1975, с. 262.
2. 2.Авторское свидетельство СССР №263930, кл. F 01 J 3/12, 1968.