SU996873A1 - Diffraction monochromator - Google Patents

Diffraction monochromator Download PDF

Info

Publication number
SU996873A1
SU996873A1 SU803216694A SU3216694A SU996873A1 SU 996873 A1 SU996873 A1 SU 996873A1 SU 803216694 A SU803216694 A SU 803216694A SU 3216694 A SU3216694 A SU 3216694A SU 996873 A1 SU996873 A1 SU 996873A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
gratings
monochromator
diffraction
grating
entrance
Prior art date
Application number
SU803216694A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Алексеевич Усачев
Леонид Александрович Соколов
Полина Иосифовна Кузовкова
Владимир Николаевич Коптев
Юрий Александрович Шуба
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4671
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 Предприятие П/Я Г-4671 filed Critical Предприятие П/Я Г-4671
Priority to SU803216694A priority Critical patent/SU996873A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU996873A1 publication Critical patent/SU996873A1/en

Links

Landscapes

  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Description

Изобретение относитс  к спектральным приборам, а более конкретно к монохроматорам с двойной дисперсией , и может быть использовано в опти-, ческих устройствах дл  получени  монохроматического иэлучен.и , а также в спектрометрах дл  ультрафиолетовой области спектра.The invention relates to spectral instruments, and more specifically to monochromators with double dispersion, and can be used in optical devices for obtaining monochromatic radiation and, as well as in spectrometers for the ultraviolet region of the spectrum.

Известны дифракционные монохроматоры со сложением дисперсии двух вогнутых дифракционных решеток }Known diffraction monochromators with the addition of the dispersion of two concave diffraction gratings}

В этих приборах фокусировка диспергированных от решеток пучков излучени  происходит вблизи кругов Роуланда , что ограничивает относительное отверстие и светосилу прибора. На обычных сферических дифракционных решетках наибольшее относительное отверстие (до 1:8) имеют монохроматоры, у которых угол между падающим и дифрагированным пучком составл ет около 70. Но приборы этого типа обладают очень большим астигматизмом (до 0,7 от высоты штриха решетки), что в конечном итоге вызывает уменьшение потока излучение, выход щего из монохроматора . Наименьшими аберраци ми обладают спектральные приборы нормального падени , но в этом случае In these devices, focusing of radiation beams dispersed from the gratings occurs near the Rowland circles, which limits the relative aperture and luminosity of the device. On conventional spherical diffraction gratings, the largest relative aperture (up to 1: 8) is monochromators, in which the angle between the incident and diffracted beam is about 70. But devices of this type have very large astigmatism (up to 0.7 from the height of the lattice line), which ultimately causes a decrease in the flux of radiation emerging from the monochromator. The smallest aberrations are possessed by normal-fall spectral instruments, but in this case

относительное отверстие прибора не более 1:12.relative opening of the device is not more than 1:12.

Наиболее близким к предложенному по техническому решению  вл етс  дифракционный монохроматор, содержащий входную и выходную щели две вогнутые дифракционные решетки, кинематически св занные со сканирующим механизмом и установленные лицевыми сторонами The closest to the proposed technical solution is a diffraction monochromator, which contains two concave diffraction gratings in the entrance and exit slits, kinematically connected with the scanning mechanism and installed on their front sides.

10 друг к другу и вершинами на общей оптической оси U 2.10 to each other and vertices on a common optical axis U 2.

Недостатком этого монохроматора  вл етс  ограниченна  рабоча  область спектра, малое относительное отверс15 тие и светопропускание.The disadvantage of this monochromator is the limited working spectral region, low relative separation and light transmission.

Цель изобретени  - расширение рабочей области спектра, увеличение относительного отверсти  и увеличение светопропускани  MOHOxpoMiaTopa,The purpose of the invention is to expand the working area of the spectrum, increase the relative aperture and increase the light transmission MOHOxpoMiaTopa,

2020

Claims (2)

Указанна  цель достигаетс  тем, что в монохроматоре, содержащем входную и выходную щели, две вогнутые дифракционные решетки, кинемати чески св занные со сканирующим меха25 низмом и установленные лицевыми сторонами друг к другу и вершинами на общей оптической оси, решетки выполнены с отверсти ми в их центральных зонах, входна  и выходна  щели совме30 щены с фокальными поверхност ми решеток и размещены на общей с вершин ми решеток оптической оси, а сканирующий механизм выполнен так, что о обеспечивает возможность синхронногё встречного разворота решеток. Кроме того, дл  устранени  засве ки выходной щели пр мым, не раэложе ным в спектр излучением на оптической оси MOHo: ipoMaTopa между решетка установлен непрозрачный экран. На чертеже изображена оптическа  схема монохроматора. Монохроматор содержит входную щель 1, вогнутые решетки 2 и 3,вершины которых расположены на оси,про ход щей через входную 1 и выходную щели. Щели неподвижны. Решетки 2 и установлены лицевыми сторонами встре но и соединены кинематически со ска нирутощим механизмом 5, осуществл ющим синхронный разворот решёток. В центре решеток имеютс  отверсти  дл  ввода и вывода излучени . Между решетками на оптической оси установле непрозрачный экран 6. Устройство работает следующим образом . Излучение через входную щель 1, установленную в фокальной плоскости решетки 3, направл етс  расход щимс  пучком на решетку. Решетка 3 дает дифракционный спектр излучени  в виде параллельных пучков, расположенны в зависимости от длины волны излучени  под разными углами к лицевой сто роне решетки. Монохроматические параллельные пучки излучени  падают н решетку 2, вторично диспергируютс  ею и этой же решеткой фокусируютс  на выходной щели 4. Сканирование спектра осуществл етс  синхронным поворотом решеток 2 и 3 навстречу друг другу вокруг осей О к О, проход щих через их вершины параллельно штрихам. Угол по ворота решеток одновременно  вл етс  углом падени  и дифракции. Поэтому основна  длина волны на выходе монохроматора равна 2о S t пд где Л - основна  длина волны; а - посто нна  решеток; 1 угол поворота решеток; К - пор док спектра. Фокусировка спектрального изображени  в этом случае описываетс  прос тым уравнением .-J, е е исо5д где t - рассто ние от входной щели до вершины коллимирующей решетки 3; рассто ние от вершины фокусирующей решетки 2 до мериди онального фокуса, г - радиус сферических решеток. Расфокусировка, возникающа  при повороте решеток 2 и 3, полностью устран етс ,, если одновременно вершины решеток смещаютс  по закону Ьг созд Такой способ сканировани  легко осуществл етс  косинусным механизмом. При работе в вакуумном ультрафиолете , в узких спектральных област х / ,г 3, и в случа х, когда отдельные требовани  к прибору понижены, можно пренебречь расфокусировкой спектра и сканирование осуществл ть простым поворотом решеток., В конструкцию монохроматора введен непрозрачный экран 6, который предотвращает пр мую засветку выходной щели. Дл  уменьшени  светорассе ни  этот экран лу.чше всего выполнить в виде полрго конуса, который  вл етс  эффективной ловушкой неразложенного излучени . Рабоча  область монохроматора охватывает весь ультрафиолет, относительное отверстие в предложенном монохроматоре при использовании обычных сферических решеток не менее чем 1:6. В предложенном устройстве используетс  минимальное количество оптических поверхностей при наличии двойной дисперсии . Поэтому светопропускание монохроматора в несколько раз выше, чем у существующих конструкций, и определ етс  только эффективност ми дифракционных решеток. К положительным качествам устройства следует также отнести его конструктивную компактность. Самый большой линейный размер немного превышает половину радиуса кривизны решеток. Таким образом, отверсти  в дифракционных решетках позвол ют разместить элементы монохроматора на одной оптической оси и сократить до минимума количество оптических поверхностей предложенного монохроматора с двойной монохроматизацией, в результате чего расшир етс  спектральна  область работы прибора и увеличиваетс  светопропускание . Установка входной и выходной щелей в фокусах дифракгГиоНных решеток Удваивает относительное отверстие монохроматора. Формула изобретени  Дифракционный Монохроматор, содержащий входную и выходную щели, две вогнутые дифракционные решетки, кинематически св занные со сканирующим механизмом и установленные лицевыми сторонами друг к другу и вершинами на общей оптической оси, о т л и ч а ю щ и и. с   тем, что, с цельюThis goal is achieved by the fact that, in a monochromator containing an entrance and exit slit, two concave diffraction gratings, kinematically connected with the scanning mechanism and set facing to each other and the vertices on a common optical axis, the gratings are made with holes in their central the zones, the entrance and the exit slits are combined with the focal surfaces of the gratings and are located on the optical axis that is common with the vertices of the gratings, and the scanning mechanism is designed so that it provides the possibility of synchronous reversal of the grids. In addition, to eliminate the illumination of the exit slit by direct radiation not directly spreading into the spectrum on the optical axis MOHo: ipoMaTopa, an opaque screen is installed between the array. The drawing shows an optical monochromator circuit. The monochromator contains an entrance slit 1, concave grids 2 and 3, the vertices of which are located on the axis passing through the entrance 1 and the exit slit. The gaps are fixed. Lattices 2 and installed on the front sides are met and kinematically connected with the skulling mechanism 5, which performs a synchronous reversal of the lattices. There are holes in the center of the gratings for input and output of radiation. An opaque screen 6 is installed between the gratings on the optical axis. The device operates as follows. The radiation through the entrance slit 1, installed in the focal plane of the grating 3, is directed by a diverging beam to the grating. The grating 3 gives a diffraction radiation spectrum in the form of parallel beams, arranged depending on the radiation wavelength at different angles to the front side of the grating. Monochromatic parallel beams of radiation are incident on the grating 2, are again dispersed by it and are focused by the same grating on the exit slit 4. Spectrum scanning is performed by synchronous rotation of gratings 2 and 3 towards each other around the axes O to O, passing through their vertices parallel to the strokes. The angle of the gate of the gratings is simultaneously the angle of incidence and diffraction. Therefore, the main wavelength at the output of the monochromator is 2o S t pd where A is the main wavelength; a is the lattice constant; 1 angle of grating rotation; K is the order of the spectrum. The focus of the spectral image in this case is described by the simple equation. -J, e e iso5d where t is the distance from the entrance slit to the top of the collimating lattice 3; the distance from the top of the focusing lattice 2 to the meridional focus, r is the radius of spherical lattices. The defocusing that occurs when the grids 2 and 3 are rotated is completely eliminated if the vertices of the gratings are simultaneously shifted according to the law Lj created. Such a scanning method is easily performed by a cosine mechanism. When working in a vacuum ultraviolet, in narrow spectral regions x /, r 3, and in cases where individual requirements for the instrument are lowered, defocusing of the spectrum can be neglected and scanning can be performed by simply turning the grids. An opaque screen 6 is inserted into the monochromator design prevents direct illumination of the exit slit. To reduce the light diffraction, this screen is best performed in the form of a polar cone, which is an effective trap of undecomposed radiation. The working area of the monochromator covers the entire ultraviolet, the relative aperture in the proposed monochromator using conventional spherical gratings of not less than 1: 6. The proposed device uses the minimum number of optical surfaces in the presence of double dispersion. Therefore, the light transmission of the monochromator is several times higher than that of the existing structures, and is determined only by the diffraction gratings efficiency. The positive qualities of the device should also include its constructive compactness. The largest linear dimension slightly exceeds half the radius of curvature of the lattices. Thus, the holes in the diffraction gratings allow the monochromator elements to be placed on one optical axis and reduce to a minimum the number of optical surfaces of the proposed monochromator with double monochromatization, as a result of which the spectral range of the instrument is expanded and the light transmission increases. Installing the input and output slits in the focal points of the diffraction grating Doubles the relative aperture of the monochromator. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A diffraction monochromator comprising an entrance and an output slit, two concave diffraction gratings, kinematically associated with a scanning mechanism and set up by the front sides to each other and the vertices on a common optical axis, i.e. so that расширени  рабочей области спектра, увеличени  относительного отверсти  и свётопропускани  прибора, решетки выполнены с отверсти ми в их центральных зонах, входна  и выходна  щели совмещены с фокальными поверхност ми решеток и размещены на общей с вершинами решеток оптической оси, а сканирующий механизм выполнен так, что он обеспечивает возexpanding the spectral range, increasing the relative aperture and transmitting the instrument, the grids are made with holes in their central zones, the entrance and output slits are aligned with the focal surfaces of the grids and placed on the optical axis common with the vertices of the gratings, and the scanning mechanism is designed so that provides a cart .сть синхронного встречного разворота решеток.There is a synchronous counter reversal of the grids. Источники информации, лрин тые во внимание при экспертизе 1. Зайдель А.И., Шрейдер Е.Я. Вакуумна  спектроскопи  и её применени . М., Наука, 1976, с. 174.. Sources of information, which are considered in the examination 1. Zaydel A.I., Shreyder E.Ya. Vacuum spectroscopy and its application. M., Science, 1976, p. 174 .. 2. Авторское свидетельство СССР 504100, кл. G 01 J 3/18, 1974.2. USSR author's certificate 504100, cl. G 01 J 3/18, 1974.
SU803216694A 1980-12-12 1980-12-12 Diffraction monochromator SU996873A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803216694A SU996873A1 (en) 1980-12-12 1980-12-12 Diffraction monochromator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803216694A SU996873A1 (en) 1980-12-12 1980-12-12 Diffraction monochromator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU996873A1 true SU996873A1 (en) 1983-02-15

Family

ID=20931440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU803216694A SU996873A1 (en) 1980-12-12 1980-12-12 Diffraction monochromator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU996873A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7518722B2 (en) Multi-channel, multi-spectrum imaging spectrometer
US4634276A (en) Slit imaging system using two concave mirrors
US5285255A (en) Optical system for spectral analysis
GB1582160A (en) Spectrometer
US3011391A (en) High speed plane grating spectrograph and monochromator
JPH04220537A (en) Dual spectrometer
SU996873A1 (en) Diffraction monochromator
JPH02108929A (en) Double spectrographic device
US11002603B2 (en) Interlaced diffractive grating
JP3141106B2 (en) Convergent light incidence type spectrometer using spherical diffraction grating
EP1193482A1 (en) Spectroscope
SU853418A1 (en) Diffraction monochromator
GB2207253A (en) Monochromator
SU1094432A1 (en) Spectrograph
SU1105005A1 (en) Spectrograph with holographic lattice
SU1226078A1 (en) Difraction monochromator
RU67253U1 (en) DIFFRACTION MONOCHROMATOR
SU842428A1 (en) Monochromator with grating
JPS61176823A (en) Spectroscope
SU1200139A1 (en) Double difraction monochromator
SU1543246A1 (en) Spectral installation
SU1700386A1 (en) Diffraction polychromator
SU356481A1 (en) COLOR MIRROR MONOCHROMATOR
SU1562716A1 (en) Monochromator
Habraken et al. Alignment and performances of the FUV spectrographic imager for the IMAGE mission