SU958869A1

SU958869A1 - Diffraction polychromator

Info

Publication number: SU958869A1
Application number: SU813247166A
Authority: SU
Inventors: Георгий Николаевич Егоров; Дмитрий Аркадьевич Журавлев; Валентина Петровна Журавлева; Александр Николаевич Мезенцев; Виктор Степанович Тюрин
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт биологического приборостроения
Priority date: 1981-02-12
Filing date: 1981-02-12
Publication date: 1982-09-15

Description

(54) ДИФРАКЦИОННЫЙ ПОЛИХРОМАТОР(54) DIFRACTION POLYCHROMATOR

1one

Изобретение относитс к спектральному приборостроению и может быть использовано в приборах с дифракционными решетками .The invention relates to spectral instrumentation and can be used in devices with diffraction gratings.

Известен дифракционный полихроматор , содержащий входную диафрагму в виде щели, фокусирующий и коллимирующий объективы, плоскую дифракционную рещетку с треугольными щтрихами, имеющими одну рабочую зеркальную грань и несколько выходных щелей 1 ,A diffraction polychromator is known, containing an entrance diaphragm in the form of a slit, focusing and collimating lenses, a flat diffraction grating with triangular scribes having one working mirror face and several exit slits 1,

Такие полихроматоры обеспечивают максимальную интенсивность в спектре дл длин волн, дифрагировавших в направлении зеркального отражени от рабочих граней штрихов решетки. Коэф(|)ициент пропускани полихроматора дл этих длин волн максимален, а дл остальных длин волн рабочего спектрального диапазона может быть существенно меньще.Such polychromators provide maximum intensity in the spectrum for wavelengths diffracted in the direction of specular reflection from the working faces of the grating lines. The coefficient (|) of the polychromator transmittance for these wavelengths is maximum, and for the remaining wavelengths of the working spectral range it can be much smaller.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс дифракционный спектрограф, содержащий входную щель, коллимирующий и фокусирующий объективы и дифракционную решетку с треугольными штрихами, обе грани которых вл ютс зеркальными. Каждый щтрих такой решетки работает какClosest to the present invention is a diffraction spectrograph containing an entrance slit, a collimating and focusing objective, and a diffraction grating with triangular strokes, both faces of which are specular. Each shtrich such a lattice works as

уголковый отражатель. Поэтому при повороте этой решетки угол между падающим лучом и лучом, дифрагировавщим в направлении зеркального отражени от граней штриха, остаетс посто нным. Это обеспечивает получение в блеске излучени любых длин волн последовательно в пределах широкого спектрального диапазона 2.corner reflector. Therefore, when this grating is rotated, the angle between the incident beam and the beam diffracted in the direction of specular reflection from the groove faces remains constant. This ensures that the radiation of any wavelengths is consistently obtained within a wide spectral range 2.

Недостатком этого полихроматора вл етс то, что он не позвол ет получать вThe disadvantage of this polychromator is that it does not allow

,Q блеске, т.е. с максимальнойинтенсивностью, одновременно излучение с различными заданными длинами волн. Его коэффициент пропускани при данном положении дифракционной решетки максимален дл длин волн, дифрагировавших только в одном на15 правлении., Q shine, i.e. with maximum intensity, simultaneously radiation with different prescribed wavelengths. Its transmittance at a given position of the diffraction grating is maximal for wavelengths diffracted in only one direction.

Цель изобретени - получение максимального коэффициента пропускани полихроматора одновременно дл всех регистрируемых длин волн излучени .The purpose of the invention is to obtain the maximum transmittance of a polychromator simultaneously for all detected radiation wavelengths.

Поставленна цель достигаетс тем, что The goal is achieved by the fact that

20 в дифракционном полихроматоре, содержащем входную диафрагму, коллимирующий и фокусирующий объективы, плоскую дифракционную решетку с треугольными штрихами, обе грани которых вл ютс 20 in a diffraction polychromator containing an input diaphragm, a collimating and focusing objective, a flat diffraction grating with triangular strokes, both faces of which are

зеркальными, и р д выходных щелей, входна диафрагма выполнена в виде непрозрачной пластины с пр моугольными отверсти ми , расположенными таким образом, что минимальное рассто ние между центрами соседних отверстий в .направлении дисперсии ширине отверсти , а в перпендикул рном направлении - его высоте .mirror and output slots, the input aperture is made in the form of an opaque plate with rectangular holes arranged in such a way that the minimum distance between the centers of adjacent holes in the direction of dispersion is the width of the hole and in the perpendicular direction to its height.

На чертеже изображен вариант схемы предлагаемого полихроматора.The drawing shows a variant of the scheme of the proposed polychromator.

Полихроматор состоит из входной диафрагмы 1, коллимирующего 2 и фокусирующего 4 зеркальных объективов, плоской дифракционной рещетки с треугольными штрихами 3, обе грани которых вл ютс зеркальными, и выходных щелей 5, расположенных в фокальной плоскости фокусирующего Объектива. Дл определенности объективы в нем расположены по вертикальной симметричной схеме, а угол между рабочими зеркальными гран ми штрихов решетки равен 90°. Возможным вл етс также размещение объективов полихроматора по горизонтальной схеме при соответствующем выборе угла между рабочими зеркальными гран ми штрихов дифракционной решетки.The polychromator consists of an input diaphragm 1, a collimating 2 and a focusing 4 mirror lenses, a flat diffraction grating with triangular strokes 3, both faces of which are mirrored, and the output slots 5 located in the focal plane of the focusing Lens. For definiteness, the lenses in it are arranged in a vertical symmetric pattern, and the angle between the working mirror edges of the grating grooves is 90 °. It is also possible to arrange the polychromator lenses in a horizontal pattern with an appropriate choice of the angle between the working mirror edges of the diffraction grating grooves.

Полихроматор работает следующим образом .Polychromator works as follows.

Входна диафрагма 1 освещаетс исследуемым излучением, которое после объектива коллиматора 2 попадает на дифракционную решетку 3. От каждого из отверстий в диафрагме излучение попадает на рещетку под различными углами и дифрагирует в блеске под углами, равными соответствующим углам падени . Таким образом, в блеске будет дифрагировать одновременно излучение различных длин волн. Дифрагировавщее излучение попадает на фокусирующий объектив 4, который строит монохроматически изображени отверстий входной диафрагмы в плоскости выходных щелей. Дл того, чтобы спектры, которые образуютс изображени ми различных отверстий диафрагмы, не перекрывались, эти отверсти смещены друг относительно друга в направлении, перпендикул рном дисперсии, на величину, не меньшую их высоты. Минимальное число отверстий во входной диафрагме равно числу регистрируемых длин волн и, следовательно, числуThe entrance diaphragm 1 is illuminated by the radiation under study, which after the lens of the collimator 2 hits the diffraction grating 3. From each of the holes in the diaphragm, the radiation hits the grid at different angles and diffracts in brilliance at angles equal to the corresponding angles of incidence. Thus, the radiation of different wavelengths will diffract simultaneously in brilliance. The diffracted radiation falls on the focusing lens 4, which builds monochromatic images of the openings of the input diaphragm in the plane of the exit slits. In order for the spectra that are formed by the images of the various apertures of the diaphragm not to overlap, these apertures are displaced relative to each other in a direction perpendicular to the dispersion by an amount not less than their height. The minimum number of holes in the input diaphragm is equal to the number of recorded wavelengths and, therefore, the number

выходных щелей. Рассто ни в направлении дисперсии между отверсти ми в диафрагме определ ютс выбранными дл регистрации длинами волн и линейной дисперсией полихроматора, а рассто ни междуoutput cracks. The distances in the direction of dispersion between the holes in the diaphragm are determined by the wavelengths and linear dispersion of the polychromator chosen for recording, and the distances between

выходными щел ми завис т также от линейного увеличени его оптической системы . Дл того, чтобы излучение, выход щее из данной щели, не попадало на соседние шели, рассто ние между отверсти ми в диафрагме в направлении дисперсии полихроматора должно быть равно ширине отверсти .the output gaps also depend on the linear increase in its optical system. In order for the radiation emanating from this slit to not fall on adjacent shells, the distance between the holes in the diaphragm in the direction of dispersion of the polychromator must be equal to the width of the hole.

Устройство позвол ет существенно увеличить коэффициент пропускани дифракционных полихроматоров, вл ющихс основой дл построени многоканальной Спектральной аппаратуры различного назначени . Это дает возможность повысить чувствительность спектральной аппаратуры, что особенно важно дл успешного решени задач по контролю загр знений окружающейThe device allows to significantly increase the transmittance of diffractive polychromators, which are the basis for the construction of multichannel Spectral equipment for various purposes. This makes it possible to increase the sensitivity of the spectral instrumentation, which is especially important for successfully solving the problems of controlling environmental pollution.

среды, часто требующих предельно высокой чувствительности приборов.environments that often require extremely high sensitivity instruments.

Claims

1. Peysakhson I. V. Optics of spectral devices. L., “Mechanical Engineering, 2nd ed.

1975, p. 201-202.

2. USSR author's certificate No. 673864, cl. G 01 J 3/24, 1979.