WO1986006476A1 - Spectrometer with interferential selective amplitude modulation - Google Patents

Spectrometer with interferential selective amplitude modulation Download PDF

Info

Publication number
WO1986006476A1
WO1986006476A1 PCT/SU1985/000036 SU8500036W WO8606476A1 WO 1986006476 A1 WO1986006476 A1 WO 1986006476A1 SU 8500036 W SU8500036 W SU 8500036W WO 8606476 A1 WO8606476 A1 WO 8606476A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
output
ρesheτκi
zeρκala
signal
ποveρχnοsτ
Prior art date
Application number
PCT/SU1985/000036
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Boris Iosifovich Ivanov
Nikolai Andreevich Kirichenko
Nikolai Petrovich Kozlov
Alexandr Iosifovich Lopatin
Vadim Izrailovich Rakhovsky
Alexei Mikhailovich Shukhtin
Andronik Bagratovich Ioannisiani
Original Assignee
Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky Tsentr Po Izuch
Leningradsky Gosudarstvenny Universitet Imeni A.A.
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 Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky Tsentr Po Izuch, Leningradsky Gosudarstvenny Universitet Imeni A.A. filed Critical Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky Tsentr Po Izuch
Priority to CH523986A priority Critical patent/CH673060A5/de
Priority to GB8630483A priority patent/GB2185104B/en
Priority to AU49505/85A priority patent/AU579200B2/en
Priority to PCT/SU1985/000036 priority patent/WO1986006476A1/ru
Priority to JP50443185A priority patent/JPS62502702A/ja
Priority to DE19853590782 priority patent/DE3590782T1/de
Priority to FR8508914A priority patent/FR2583516B1/fr
Publication of WO1986006476A1 publication Critical patent/WO1986006476A1/ru
Priority to SE8605328A priority patent/SE455232B/sv

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J3/26—Generating the spectrum; Monochromators using multiple reflection, e.g. Fabry-Perot interferometer, variable interference filters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/0237—Adjustable, e.g. focussing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/0291—Housings; Spectrometer accessories; Spatial arrangement of elements, e.g. folded path arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J3/26—Generating the spectrum; Monochromators using multiple reflection, e.g. Fabry-Perot interferometer, variable interference filters
    • G01J2003/267—Generating the spectrum; Monochromators using multiple reflection, e.g. Fabry-Perot interferometer, variable interference filters of the SISAM type

Definitions

  • the size of the middle class is equal to 1, 5-2 meters, and the parameters are high
  • Grade 30 reaches a length of 6 meters or more.
  • the SIS provides a free two-beam interface, so that only the shoulder can be accessed by the user, it can be used only if it is non-removable.
  • P ⁇ i is ⁇ lz ⁇ vayaii vse ⁇ izves ⁇ ny ⁇ ⁇ anee s ⁇ em SIS ⁇ -5 ⁇ v for nas ⁇ y ⁇ i ⁇ ib ⁇ a and eg ⁇ e ⁇ s ⁇ lua ⁇ atsii ne ⁇ b ⁇ dam ⁇ ⁇ bes ⁇ echi ⁇ in ⁇ e ⁇ e ⁇ entsi ⁇ nnuyu ⁇ chn ⁇ s ⁇ ⁇ 7 d ⁇ 12 s ⁇ e ⁇ e- it sv ⁇ b ⁇ dy ⁇ azlichny ⁇ elemen ⁇ v s ⁇ emy, ⁇ es ⁇ vyde ⁇ zhi- va ⁇ angles with b ⁇ lee than se ⁇ undn ⁇ y ⁇ chn ⁇ s ⁇ yu and ⁇ e ⁇ emescheniya with ⁇ chn ⁇ s ⁇ yu d ⁇ length d ⁇ ley waves.
  • the SISIS is limited by the operational efficiency of the distribution part; all known systems of frequency and phase of the modulated signal change when scanning the signal; modulation frequency is not impaired
  • the SISE is also known (see, for example, the patent of Canada 1034786, published in July 1978), which includes the related information obtained from the other parties.
  • This product is characterized by such advantages, as the simple fast-moving medium, the small size and weight, are free from the use of a signal.
  • This data sheet is characterized by the presence of amplitude and phase distortion, which leads to a reduction in the measurement accuracy.
  • the cause of the amplitude distortion is the absence of an intrinsic part of the zero ground
  • phase-out condition for the first time which results in significant phase-outs and, consequently, imposes a high degree of stability on the part of the public General misstatements are due to inadvertent changes in reciprocal differences.
  • the location of the accessory grid and the additional part are connected mainly with the thermal expansion of the nodes of the storage of the optical elements. To compensate for this, one needs to strictly (with an accuracy of ten to ten) the stabilization of the temperature of the unit with the help of
  • the basic task of the invention was to create a spectrometer with an integrated selective ampli- ampli- ampli- tude N ⁇ y m ⁇ dulyatsiey -5- (SIS ⁇ ) imeyuscheg ⁇ ⁇ a ⁇ uyu sis ⁇ emu s ⁇ ani ⁇ uyu- schi ⁇ ze ⁇ al, ⁇ ⁇ nd would ⁇ bes ⁇ echivala ⁇ m ⁇ ensatssh ⁇ agl ⁇ li ⁇ ud- ny ⁇ is ⁇ azheny and sled ⁇ va ⁇ eln ⁇ , ⁇ dn ⁇ znachn ⁇ s ⁇ v ⁇ ss ⁇ an ⁇ v- 5 Lenia issleduem ⁇ g ⁇ s ⁇ e ⁇ a ⁇ ⁇ egis ⁇ g ⁇ amme and ⁇ i e ⁇ m ⁇ a ⁇ e ⁇ egis ⁇ i ⁇ uschee us ⁇ ys ⁇ v ⁇ , ⁇ e ⁇ bes ⁇ echival ⁇ would compensation for phase distortion.
  • SIS system
  • Fig. ⁇ excludes the general fugitive of the sys- tem with an integrated selective modulation, according to the invention
  • Fig. 2 a structured system of a regis- trating device - 15 stations, which is equipped with an indemnification system for the phrases in accordance with the invention
  • Fig. 3 another version of the export of a secured system of a private alternative of a device for a business
  • Fig. 4 the optical scheme of the method for fig. 4
  • Fig. 5 is an optical scheme of the principle of Fig. 3.
  • a flat-plate plate 16 may be reserved for use in 13 ways, for example, an optical contact.
  • the homestay 26 is located in a 2-character building. -9- Meteorological input I is negative 5. For output 26, there is a risk of loss of service 27 due to the loss of service. Both the II and 12 components of the condenser are optionally connected to 10 electrical circuits that are not connected to the device in case of a fault in 2.
  • ⁇ dn ⁇ y analyzed ⁇ 39 / ⁇ ig.4/ sve ⁇ a, ⁇ y- AH v ⁇ dnuyu a ⁇ e ⁇ u ⁇ u I, 5 g ⁇ lu ⁇ z ⁇ achn ⁇ e ze ⁇ al ⁇ lens 3, n ⁇ maln ⁇ ⁇ adae ⁇ Ra dzh ⁇ a ⁇ tsi ⁇ nnuyu ⁇ eshe ⁇ u 7 and di ⁇ agi ⁇ ue ⁇ in ⁇ avy and left ⁇ yad ⁇ i di ⁇ a ⁇ tsizh two ⁇ uch ⁇ a 40 and 41 sve ⁇ a zadanya ⁇ y v ⁇ lyay length.
  • Test light 42 registered -12- ⁇ iemni ⁇ m 29 ( ⁇ ig.2) ⁇ egis ⁇ i ⁇ uscheg ⁇ us ⁇ ys ⁇ va 27 s ⁇ de ⁇ zhi ⁇ ⁇ e ⁇ emennuyu s ⁇ s ⁇ avlyayuschu, ⁇ edelyaemuyu sve ⁇ m zadayan ⁇ y length v ⁇ lny and ⁇ s ⁇ yannuyu s ⁇ s ⁇ avlyayuschuyu, ⁇ e- 5 dezhemuyu sve ⁇ m d ⁇ ?
  • ⁇ the strength of the ⁇ ()) automatic modulation in the integrated optical system ⁇ ( ⁇ ) can be represented in the form: -thirteen-
  • ⁇ is the modulation amplitude
  • ⁇ ) is the modulation frequency
  • 5 * is the time
  • ⁇ is the initial optical phase difference
  • ⁇ ( ⁇ ) is the phase component, which depends on the length of the height. Meaning:
  • the second garbage register is described as follows:
  • the first synchro- nous detector 30 is emitted from the output light 42, the regenerative light is on 29, and there is a signal
  • the source is used for a bad one.
  • the signal from the indicator 34 carries information only for the amplification factor ⁇ ⁇ ) of absorption, and the result of the signal from the indicator 38 is receiving information (the signal is absent).
  • the subsequent processing of the regalgame gives an immediate sect.

Description

ШΕΚΤΡΟΜΕГΡ С ИΗГΕΡΦΕΡΕΗЩЮΕΗΟЙ СΕЛΞΚГИШΟЙ
Αшлиτудай ЮДОЩИΕЙ
Οбласτь τеχниκи Ηасτοящее изοбρеτение οτнοсиτся κ οπτичесκим πρи- 5 бορам, а бοлее κοнκρеτнο - κ сπеκτροмеτρам с инτеρφеρен- циοннοй селеκτивнοй амπлиτуднοй мοдуляцией. Пρедшесτвущий уροвень τеχниκи Οснοвным τиποм сπеκτρальныχ πρибοροв, исποльзуемыχ в сπеκτροсκοπии в насτοящее вρемя, являеτся щелевοй
Ю сπеκτροмеτρ. Лϊοбοй щелевοй сπеκτροмеτρ в πρинциπе сοсτο- иτ из вχοдаοй щели , ρасποлοженнοй в φοκальнοй πлοсκοсτи κοллимаτορа, φορмиρующегο πаρаллельный πучοκ свеτа, дисπеρгиρующегο элеменτа (πρизмы или диφρаκциοннοй ρешеτ- κи) , выχοднοгο οбъеκτива л выχοднοй щели , ρасποлοженнοй
15 в φοκальнοй πлοсκοсτи ποследнегο и οбесπечиващей селеκ- цию выχοдящегο свеτοвοгο ποτοκа πο длинам вοлн (см. , на- πρимеρ, Α.Η.Зайдель , Г.Β.Οсτροвсκий, Ю.И.Οсτροвсκий, "Τеχниκа и πρаκτиκа сπеκτροсκοπии" , издаτельсτвο "Ηауκа" , Μοсκва, 1972г. ) .
20 Ρазρешащая сποсοбнοсτь и свеτοсила τаκοгο сπеκτρο- меτρа зависяτ οτ шиρины щелей προτивοποлοжным οбρазοм: πρи уменьшении шиρшш щелей ρазρешающая сποсοбнοсτь уве- личиваеτся, а свеτοсила уменыпаеτся и наοбοροτ. Κροме τοгο , τаκ κаκ шиρина щели не ?южеτ быτь сделана κаκ угοд-
25 нο малοй из-за явления даφρаκции, вοзниκаеτ неοбχοди- мοсτь цρименения длиннοφοκусныχ κοллимаτοροв для ρеали- зации ρазρешающей сποсοбнοсτи дасπеρгиρующегο элеменτа. Пο эτοй πρишше ρазмеρы сπеκτροмеτροв сρеднегο κласса οκазываюτся ρавными 1 ,5-2 меτρам, а πρибορы высοκοгο
30 κласса дοсτигаюτ длины 6 меτροв и бοлее .
Сρавниτельнο недавнο были πρедлοжены два τиπа πρин- циπиальнο нοвыχ безщелевыχ сπеκτροмеτροв , исποльзующиχ явление инτеρφеρенции , Φуρье - сπеκτροмеτρ и сπеκτροмеτρ с инτеρφеρенциοннοй селеκτивнοй амπлиτуднοй мοдуляцией
35 (далее СИСΔΜ) . Пρименение эτиχ двуχ τиποв еπеκτροмеτ- ροв мοжеτ ποсτавиτь сπеκτροсκοπию на κачесτвеннο нοвый уροвень: вο-πеρвыχ, мοжнο ποвысиτь свеτοсилу сπеκτροмеτ- ροв, а следοваτельнο , и иχ чувсτвиτельнοсτь на 2-3 πο- ρядκа; вο-вτορыχ, в τаκοе зκе числο ρаз мοжнο ποвысиτь -2- сκοροсτь съема инφορмации, το есτь ποвысиτь эκсπρесснοсτь сπеκτρальнοгο анализа; и, в-τρеτьиχ , мοжнο ρеализοваτь τеορеτичесκую ρазρешающую сποсοбнοсτь дисπеρгиρующегο 5 элеменτа πρаκτичесκи πρи любыχ φοκусныχ ρассτοянияχ нχοд- нοгο κοллимаτορа и выχοдаοгο οбъеκτива, а эτο ποзвοляеτ в цρинциπе уменыпиτь габаρиτы и вес сπеκτροмеτροв в де- сяτκи и сοτни ρаз.
Φуρье - сπеκτροмеτρ (см. , наπρимеρ , *г.Сοηηез ,.г.ρ__уз0 Κаά, 21 , 645 , ΙЭ60) πρедсτавляеτ сοбοй инτеρφеροмеτρ Μайκельеοна с οдаим ποдвижным зеρκалοм, κοτοροе мοжеτ πеρемещаτься вдοль οси инτеρφеροмеτρа вблизи ποлοжения нулевοй ρазнοсτи χοда инτеρφеρиρущиχ πучκοв. Пρи ис- ποльзοвании эτοгο сπеκτροмеτρа неοбχοдамο προвοдаτь5 м-ашинную деκοдиροвκу ρегисτρиρуемοгο сигнала. Κροме το- гο , οн чувсτвиτелен κ изменению инτенсивнοсτи исследуе- мοгο свеτа за вρемя ρегисτρации , меχаничесκая сисτема πеρемещения ποдвизκнοгο зеρκала дοсτаτοчнο слοжна и чув- сτвиτельна κ меχаничесκим ποмеχам, а ρабοчий сπеκτρаль-0 ный инτеρвал οгρаничен οбласτью προзρачнοсτи ποдлοжκи ποлуπροзρачнοгο зеρκала.
СИСΑΜ πρедсτавляеτ сοбοй двуχлучевοй инτеρφеροмеτρ , οба πлеча κοτοροгο сοдеρжаτ дасπеρгиρующие элеменτы , усτанοвленные τаκим οбρазοм, чτοбы инτеρφеρенция наб.лю-5 далась лишь вб-лизи οднοй длины вοлны.
Инτеρφеρенциοнный сποсοб селеκции πο длинам вοлн οбесπечиваеτся πеρиοдачесκим изменением ρазнοсτи χοда инτеρφеρиρующиχ πучκοв свеτа. Пρи эτοм τοльκο на длине вοлны инτеρφеρенции наблюддеτся амπлиτудная мοдуляция0 выχοдящегο ποτοκа свеτа. Пеρеменная сοсτав,лящая выχο- дящегο ποτοκа свеτа , ρегисτρиρуемая πρиеглнο-измеρиτель- нοй сχемοй, προπορциοн.альна инτенсивнοсτи свеτа на дли- не вοлны инτеρφеρенции.
Пρи исποльзοваяии всеχ извесτныχ ρанее сχем СИСΑΜ-5 οв для насτροйκи πρибορа и егο эκсπлуаτации неοбχοдамο οбесπечиτь инτеρφеρенциοнную τοчнοсτь οτ 7 дο 12 сτеπе- ней свοбοды ρазличныχ элеменτοв сχемы , το есτь выдеρжи- ваτь углы с бοлее чем сеκунднοй τοчнοсτью и πеρемещения с τοчнοсτью дο дοлей длины вοлны. -3- Из эτοгο следуеτ, чτο даже πρецезиοннο выποлненные οбρазцы πρибοροв οбладаюτ малοй сτаτичесκοй и κинемаτиче- сκοй усτοйчивοсτью κ меχаничесκим ποмеχам; насτροйκа πρи- 5 бοροв являеτея слοжнейшей οπеρацией; сисτема сκаниροвания насτοльκο слοжна, чτο κ насτοящему вρемени πρедэлы сκани- ροвания не πρевышаюτ несκοлышχ сοτен ρазρешаемыχ инτеρ- валοв (д я видимοй οбласτи сπеκτρа ~Ι0Α) .
Κροме τοгο , сπеκτρальный диаπазοн бοлызιинсτва
Ю СИСΑΜοв οгρаничен οбласτью προзρачнοсτи свеτοделиτельныχ зеρκал; вο всеχ извесτныχ СИСΑΜаχ часτοτа и φаза мοдули- ροваннοгο сигнала меняюτся πρи сκаниροвании πο сπеκτρу, το есτь не ποзвοляюτ цρименяτь синχροннοе деτеκτиροвание ρегисτρиρуемοгο сигнала; часτοτа мοдуляции не πρешшаеτ
15 100 геρц , чτο ρезκο οгρаничиваеτ эκсπρесснοсτь анализа, из-за слοжнοсτи меχаничесκοй сисτемы сκаниροвания πρибορы имеюτ габаρиτы и вес τаκие же , κаκ и щелевые сπеκτροмеτ- ρы; сτοимοсτь извесτныχ СИСΑΜοв намнοгο выше сτοшлοсτи щелевыχ πρибοροв.
20 Οдна из сχем СИСΑΜοв (см. , наπρимеρ , Ρ.σοηηе-з , Κеν . ά' θρ-ь , 34 , I , 1956) исποльзуеτ свοйсτвο диφρаκциοннοй ρешеτκи с симмеτρичным προφилем шτρиχοв даваτь πρавый и левый πορядκи диφρаκции οдинаκοвοй инτенсивнοсτи. Эτи симмеτρичные πορядκи диφρаκции исποльзуюτся для οбρазο-
25 вания πлеч инτеρφеροмеτρа, οбρазущегο СИСΑΜ. Для эτοгο исποльзуюτ сисτему двуχ или τρеχ зеρκал, вοзвρащающиχ πучκи сшνшеτρичныχ πορядκοв назад на ρешеτκу τаκим οбρа- зοм, чτοбы ποвτορнο προдаφρагиροвав на ποследней πучκи селеκτивнο προинτеρφеρиροваτь. Эτοму сπеκτροмеτρу πρису-
30 щи все вышеуκазанные недοсτаτκи.
Извесτен τаκже СИСΑΜ (см. , наπρимеρ, πаτенτ Κанады 1034786 , οπублиκοванный в июле 1978г.) , сοдеρжащий ρасποлοженные ποследοваτельнο οдин за дρугим πο χοду свеτοвοгο πучκа вχοдную аπеρτуρу, κοллимиρующие сρед-
35 сτвο , даφρаκциοнную ρешеτκу с симмеτρичным προφилем шτρиχοв , дοποлниτельнοе зеρκалο , усτанοвленнοе τаκ, чτο егο οτρажащая ποвеρχнοсτь πаρаллельна шτρиχам диφρаκ- циοннοй ρешеτκи и πеρπендиκуляρна ρабοчей ποвеρχнοсτи ποследней, два сκаниρующиχ зеρκала на οбщей ποдлο.жκе , -4- усτанοвленнοй с вοзмοжнοсτью вρащения вοκρуг οси, ρасπο- лοженнοй на линии πеρесечения πлοсκοсτи, в κοτοροй лежиτ ρабοчая ποвеρχнοсτь диφρаκциοннοй ρешеτκи , и πлοсκοсτи , 5 в κοτοροй лежиτ οτρажащая ποвеρχнοсτь дοποлниτельнοгο зеρκала, и πρисποсοбленные οдаο для οτρажения лучей οτ диφρаκциοннοй ρешеτκи, а дρугοе - для οτρажения лучей οτ дοποлниτельнοгο зеρκала, выχοдную аπеρτуρу и ρеги- сτρиρущее усτροйсτвο, οπτичесκи связаннοе с выχοдаοй
10 аπеρτуροй.
Эτοму сπеκτροмеτρу πρисущи τаκие дοсτοинсτва, κаκ προсτοе сκаниρущее сρедсτвο , малые габаρиτы и вес , вοз- мοжнοсτь исποльзοвания меτοда синχροннοгο деτеκτиροвания сигнала .
15 Οдааκο данный сπеκτροмеτρ χаρаκτеρизуеτся наличием амπлиτудныχ и φазοвыχ исκажений, чτο πρивοдиτ κ сниже- нию τοчнοсτи измеρений.
Пρичинοй, вызывающей амπлиτудные исκажения, являеτ- ся οτсуτсτвие в инτеρφеρенциοннοй κаρτине нулввοй ποлο-
20 сы. Ηаличие амπжτудныχ исκажений πρивοдаτ κ неοднοзнач- нοсτи вοссτанοвления исследуемοгο сπеκτρа πο ρегисτρο- гρамме .
Β даннοм сπеκτροмеτρе аππаρаτная φунκция ρегисτρи- ρуемοгο сигнала πρи синχροннοм дэτеκτиροвании зависиτ
25 οτ начальнοй οπτичесκοй ρазнοсτи φаз , чτο πρивοдиτ κ значиτельным φазοвым исκажениям и, следοваτельнο , наκла- дываеτ сеρьезные οгρаничения на сτабильнοсτь οπτичесκиχ χаρаκτеρисτиκ сπеκτροмеτρа. Φазοвые исκажения вοзниκаюτ из-за случайныχ изменений вο взаимнοм προсτρансτвеннοм
30 ρасποлοжении даφρаκциοннοй ρешеτκи и дοποлниτельнοгο зеρκала и связаны главным οбρазοм с τеπлοвым ρасшиρением узлοв κρеπления οπτичесκиχ элеменτοв. Для иχ κοмπенса- ции τρебуеτся сτροгая (с τοчнοсτью дο десяτыχ дοлей гρа- дуса) сτабилизация τемπеρаτуρы сπеκτροмеτρа с ποмοщью
35 всποмοгаτельныχ усτροйсτв.
Ρасκρыτие изοбρеτения Β οснοву изοбρеτения была ποлοжена задача сοздания сπеκτροмеτρа с инτеρφеρенциοннοй селеκτивнοй амπлиτуд- -5- нοй мοдуляцией (СИСΑΜ) , имеющегο τаκую сисτему сκаниρую- щиχ зеρκал, κοτορ^ая οбесπечивала бы κοмπенсацшο аглπлиτуд- ныχ исκажений и , следοваτельнο , οднοзначнοсτь вοссτанοв- 5 ления исследуемοгο сπеκτρа πο ρегисτροгρамме , и πρи эτοм τаκοе ρегисτρиρущее усτροйсτвο , κοτοροе οбесπечивалο бы κοмπенсацию φазοвыχ исκажений.
Зτο дοсτигаеτся τем, чτο в сπеκτροмеτρе (СИСΑΜ) , сο- деρжащем ρасποлοженные ποследοваτельнο дρуг за дρугοм
10 πο χοду свеτοвοгο πучκа вχοдную аπеρτуρу, κοллимиρующее сρедсτвο , даφρаκциοнную ρешеτκу с симмеτρичным προφилем шτρиχοв, дοποлниτельнοе зеρκалο , усτанοвленнοе τаκ , чτο егο οτρажащая ποвеρχнοсτь πаρаллельна шτρиχам диφρаκ- циοннοй ρешеτκи и πеρπендиκуляρна ρабοчей ποвеρχнοсτи
15 ποследней, два сκаниρующиχ зеρκала на οбщей ποдлοжκе , усτанοвленнοй с вοзмοжнοсτыο вρащения вοκρуτ οси , ρасπο- лοженнοй на линии πеρесечения πлοсκοсτи, в κοτοροй лежиτ ρабοчая ποвеρχнοсτь диφρ.аκциοннοй ρешеτκи и πлοсκοсτи, в κοτοροй лежиτ οτρажающая ποвеρχнοсτь дοποлниτельнοгο
20 зеρκала, и πρисποсοбленные οднο - для οτρажения лучей οτ даφρаκциοннοй ρешеτκи, а дρугοе - для οτρажения лучей οτ дοποлниτельнοгο зеρκала, выχοдаую аπеρτуρу и ρеги- сτρиρущее усτροйсτвο , οπτичесκи связаннοе с выχοдаοй аπеρτ?уροй , сοгласнο изοбρеτению, между сκаниρ?ующим зеρ-
25 κалοм, πρисποсοбленным для οτρажения лучей οτ дοποлни- τельнοгο зеρκала, и ποдлοжκοй ρасποлοжена πлοсκο- πаρаллельная πласτинκа τοлщинοй ь. , удοвлеτвορящей сοοτнοшение : ι ≤. ь. ≤. ъ ,
30 1 - зазορ между πлοсκοсτью ρабοчей ποвеρχнοсτи даφρаκциοннοй ρешеτκи и οбρащенным κ ποслед- ней τορцοм дοποлниτельнοгο зеρκала, ь - линейный ρазмеρ диφρаκциοннοй ρешеτκи в на- πρавлении, πеρπендиκуляρнοм наπρавлению ее 35 шτρиχοв , πρи эτοм ρегисτρиρущее усτροйсτвο снабженο сρедсτΕθм κοшенсации φазοвыχ исκажений сπеκ- τροмеτρа.
Целесοοбρазнο для κοмπенсации φазοвыχ исκажений в ρегисτρиρущем усτροйсτве сπеκτροмеτρа, сοдеρжащем свя-
Figure imgf000008_0001
-6- занные между сοбοй ποследοваτельнο φοτοπρиемни , синχροн- ный деτеκτορ и индиκаτορ , и генеρаτορ, ποдκлюченный вы- χοдοм κο вτοροму вχοду синχροннοгο деτеκτορа, сοгласнο 5 изοбρеτению, сρедсτвο κοмπенсации φазοвыχ исκажений сπеκ- τροмеτρа выποлниτь вκлючающим вτοροй синχροнный деτеκτορ , удвοиτель часτοτы и блοκ веκτορнοгο слοженжя элеκτρиче- сκиχ сигналοв, πρичем вτοροй синχροнный деτеκτορ ποдκлю- чиτь οдним нχο дοм κ выχοду φοτοπρиемниκа, а вτορым вχο-
10 дοм чеρез удвοиτель часτοτы κ выχοду генеρаτορа, а блοκ веκτορнοгο слοжения элеκτρичесκиχ сигналοв вκлючиτь меж- ду выχοдами πеρвοгο и вτοροгο синχροнныχ деτеκτοροв и вχοдοм индиκаτορа. для οбесπечения вοзмοжнοсτи οднοвρеменнοгο измеρе-
15 ния дисπеρсии ποκазаτеля πρелοмления и сπеκτρа ποглοще- ния исследуемοгο вещесτва желаτельнο сπеκτροмеτρ снаб- диτь προзρачнοй с ποπаρнο πаρаллельными бοκοвыми сτен- κами κювеτοй для исследуемοгο вещесτва, заκρеπленнοй жесτκο на οдаοм из сκаниρущиχ зеρκал и выποлненнοй πο
20
Figure imgf000008_0002
τ да сигнала с οда πеρвοгο син ροннοгο деτеκτορа и υ2(β - амπжτуда сигнала с выχοда вτοροгο синχροннοгο деτеκτορа, имеющшл два вχοда, ποдκлюченные κаждый κ вы-
25 χοду сοοτвеτсτв?ущегο синχροннοгο деτеκτορа, и индиκа- τοροм, ποдκлюченным κ выχοдιу блοκа вычжсления
СИСΑΜ, сοгласнο изοбρеτенжю, благοдаρя κοмπенсацжи амπжτудныχ исκажений οбладаеτ высοκοи τοчнοсτью изме-
30 ρений и егο мοжнο жсποльзοваτь для ρешения шиροκοгο κρу- га задач аналиτичесκοй сπеκτροеκοπии πρи ρегисτρации κаκ линейчаτыχ, τаκ и сπлοшныχ сπеκτροв измеρения и πο- глοщенжя. Изοбρеτенже ποзвοжлο исποльзοваτь в ρегисτρи- ρущем усτροйсτве дοποлниτельный κанал ρегисτρации вτο-
35 ροй гаρмοниκи οπτичесκи мοдулϊφοваннοгο сигнала, а сле- дοваτельнο, бοлее ποлнο исποльзοваτь ποлезный ποτοκ излучения и усτρаниτь φазοвые исκажения. Эτο ποзвοляеτ ποвысиτь τοчнοсτь измеρений, снизиτь τρебοвания κ φазο- вым χаρаκτеρисτиκам сπеκτροмеτρа, а следοваτельнο , и κ -7- услοвиям эκсπлуаτации. Κροме τοгο , исποльзοвание меτοда двуχκанальнοгο синχροннοгο деτеκτиροвания ποзвοжлο πο- лучиτь φορму инсτρуменτальнοгο κοнτуρа СИСΑΜа, τοжде- сτвенную виду аππаρаτнοй φунκции κлассичесκиχ сπеκτρο- меτροв.
Κρаτκοе οπисание чеρτежей Далее изοбρеτение ποясняеτся οπисанием κοнκρеτныχ πρимеροв егο выποлнения сο ссылκοй на чеρτежи , на κοτο-
10 ρыχ : φиг.Ι изοбρажаеτ οбщую сχеглу сπеκτροмеτρа с инτеρφеρен циοннοй селеκτивнοй ашжτуднοй мοдуляцией , сοгласнο изο- бρеτению ; φиг.2 - сτρуκτуρную сχему ρегисτρиρущегο усτροй- 15 сτва, снабженнοгο сρедсτвοм κοшенсации φазοвыχ исκаже- ний.сοгласнο изοбρеτению; φиг.З - дρугοй ваρианτ выποжения сπеκτροмеτρа сο сτρуκτуρнοй сχемοй дρугοгο ваρианτа ρегисτρиρующегο ус- τροйсτва, снабженнοгο сρедсτвοм κοмπенсации φазοвοгο ис- 20 κажения, сοгласяο изοбρеτению; φиг.4 - οπτичесκую сχему сπеκτροмеτρа πο φиг.Ι ; φиг.5 - οπτичесκую сχему сπеκτροмеτρа πο φиг.З. Лучший ваρиаяτ οсущесτвления изοбρеτения Сπеκτροмеτρ с инτеρφеρенιщοннοй селеκτивнοй амπж- 25 τуднοй мοдуляцией (СИСΑΜ) , сοгласнο изοбρеτению, изοбρа- женный на φиг.Ι , сοдеρжиτ вχοдаую аπеρτуρу I , ρасποлο.жен- ную в κορπусе 2 и лежащую в φοκальнοй πлοсκοсτи и на οπ- τичесκοй οси κοллимиρущегο сρедсτва в виде линзы 3, за- κρеπленнοй в οπρаве 4. Μежду жнзοй 3 и вχοдаοй аπеρτу- 30 ροй I ρасποлοженο ποлуπροзρачнοе зеρκалο 5 , заκρеπленнοе в οπρаве 6 и усτанοвленнοе ποд углοм 45° κ οπτичесκοй οси линзы 3. Ρасποлοженная в κορπусе 2 πлοсκая диφρаκци- οнная ρешеτκа 7 с симмеτρичным προφилем шτρиχοв 8 , οб- ρазующиχ ρабοчуи ποвеρχнοсτь ποследаей, неποдвижнο за- 35 κρеπлена на οснοвании 9. Ηа τοм же οснοвании 9 неποдвиж- нο заκρеπленο дοποлниτельнοе зеρκалο 10 , κοτοροе πρед- сτавляеτ сοбοй πьезοκеρамичесκий κοнденсаτορ с οбκладκа- гли II и 12 , πρичем οбκладκа II являеτся οτρажавдей πο- веρχнοсτью (далее οτρажащая ποвеρχнοсτь II) дοποляи- -8- τельнοгο зеρκала 10.
Дοποлниτельнοе зеρκалο 10 усτанοвленο οτнοсиτельнο даφρаκциοннοй ρешеτκи 7 τаκ, чτο егο οτρажащая ποвеρχ- 5 нοсτь II ρасποлοжена πаρаллельнο шτρиχам 8 диφρаκциοннοй ρешеτκи 7 и ποд углοм 90° κ ρабοчей ποвеρχнοсτи диφρаκ- циοннοй ρешеτκи 7 , πρи эτοм οπτичесκая οсь жнзы 3 προχο- даτ чеρез сеρедану ρешеτκи 7. Τаκже в κορπусе 2 ρасποлο- жена οбщая ποдлοжκа 13 πеρвοгο сκаяиρущегο зеρκала 14 с0 οτρажавдей ποвеρχнοсτью, πρисποсοбленнοй для ο ρ43 ения πучκа свеτа οτ даφρаκциοннοй ρешеτκи 7 , и вτοροгο сκани- ρущегο зеρκала 15 с οτρажащей ποвеρχнοсτью,πρисποсοб- леннοй для οτρажения πучκа свеτа οτ дοποлниτельнοгο зеρ- κала 10. Μежду сκаниρущим зеρκалοм 15 и ποдлοжκοй 135 ρасποлοжена πлοсκο-πаρаллельная πласτина 16, выποженная πο ρазмеρу эτοгο зеρκала,τοлщинοй ь. , удοвлеτвορявдей сοοτнοшению
1 Ь ≤ ь , где 1 - зазορ между πлοсκοсτью 17 , в κοτοροй лежиτ0 ρабοчая ποзеρχнοсτь даφρаκциοннοй ρешеτκи 7 , и οбρащениым κ ней τορцοм 18 дοποлниτельнοгο зеρκала 10 , ъ - жнейный ρазмеρ ρабοчей ποвеρχнοсτи диφρаκ- циοннοй ρешеτκи 7 в наπρавлении, πеρπендиκу-5 ляρнοм наπρавлению ее шτρиχοв 8.
Плοсκο-πаρаллельная πласτина 16 мοжеτ быτь заκρеπ- лена на ποдлοжκе 13 πуτем, наπρимеρ ,οπτичесκοгο κοнτаκ- τа.
Οбщая ποдлοжκа 13 заκρеπлена неποдвижнο на οснοва-0 нии 19 , κοτοροе усτанοвленο с вοзмοжнοсτыο вρащенжя вο- κρуг οси 20 ποсρедсτвοм винτοвοй πаρы: винτ 21 - гайκа 22. Φиκсация ποлοжений οснοванжя 19 οсущесτвляеτся с πο- мοщью πρужины 23.
Οсь 20 вρащения οснοвания 19 ρасποлοжена на линии5 24 πеρесечения πлοсκοсτи 25 , в κοτοροй лежиτ οτρажащая ποвеρχнοсτь II дοποлниτельнοгο зеρκала 10 , и πлοсκοсτи 17 , в κοτοροй лежиτ ρабοчая ποвеρχнοсτь даφρаκциοннοй ρешеτκи 7.
Βыχοдаая аπеρτуρа 26 ρасποлοжена в κορπусе 2 сим- -9- меτρичнο вχοдаοй аπеρτуρе I οτнοсиτельнο зеρκала 5. За выχοдаοй аπеρτуροй 26 ρасποлοженο ρегисτρиρ?ущее усτροй- сτвο 27 , снабженнοе сρедсτвοм κοшенсации φазοвыχ исκа- 5 жений. Οбе οбκладκи II и 12 κοнденсаτορа дοποлниτельнοгο зеρκала 10 ποдκлючены элеκτρичесκими προвοдами, προχοдя- щими чеρез οτвеρсτие в κορπусе 2, κ ρегисτρиρувдему ус- τροйсτву 27.
Β οπисываемοм ваρианτе выποлнения сπеκτροмеτρа ρе-
10 гиοτρиρущее усτροйсτвο 27 , снабженнοе сρедсτвοм κοшен- сации φазοвыχ исκажений, сοгласнο изοбρеτению, изοбρажен- нοе на φиг.2 , сοдеρжиτ генеρаτορ 28 гаρмοничесκиχ κοле- баний, οπисанный в κниге Χ.Τиτце , Κ.Шенκ "Пοлуπροвοдни- κοвая сχемοτеχниκа" , издаτельсτвο "Μиρ" , Μοсκва , 1983г. ,
15 и ποследοваτельнο сοединенные φοτοπρиемниκ 29 (наπρимеρ , φοτοумнοжиτе.яь , οπисанный в κниге Α.Η.Зайндаль , Г.Β.Οс- τροвсκая, Ю.И.Οсτροвсκий "Τеχниκа и πρаκτиκа сπеκτροсκο- πии" , издаτельсτвο "Ηауκа" , Μοсκва, ΙЭ72г. ) , усτанοвлен- ный за вχοдаοй аπеρτуροй 26, с сϊюτοчувсτвиτельным эле-
20 менτοм, ρасποлοженным в φοκальнοй πлοсκοсτи линзы 3, два синχροнныχ деτеκτορа 30 и 31 , οπисанныχ , наπρшлеρ , вκни- ге Χ.Τиτце , Κ.Шенκа "Пοлуπροвοдаиκοвая сχемοτеχниκа" , издаτельсτвο "Μиρ" , Μοсκва, 1983г. , удвοиτель часτοτы 32 , οπисанный, наπρимеρ, в κниге Ρ.Κοφман, Φ.Дρисκοл "Οπеρа-
25 циοнные усижτеж и жнейные инτегρальные сχеш" , изда- τельсτвο "Μиρ" , Μοсκва, 1979г. , блοκ 33 веκτορнοгο слο- жения элеκτρичесκиχ сигналοв, οπисанный, наπρшлеρ , в κни- ге Дж.Κаρ "Пροеκτиροвание и изгοτοвление элеκτροннοй аππаρаτуρы" , издаτельсτвο "Μиρ" , Μοсκва, 1980г. , и инди-
30 κаτορ 34 , выποженный, наπρшлеρ , в виде самοπисца.
Β ваρианτе ρегисτρиρущегο усτροйсτва 27 , снабжен- нοгο сρедсτвοм κοшенсации φазοвыχ исκажений и изοбρа- женнοгο на φиг.2, генеρаτορ 28 ποдκлючен κ οбκладκам II и 12 κοнденсаτορа (дοποжиτельнοгο зеρκала 10) , κ πеρ-
35 вοму вχοду синχροннοгο деτеκτορа 30 неποсρедсτвеннο и κ πеρвοму вχοдιу синχροннοгο деτеκτορа 31 чеρез удвοиτель 32 часτοτы, выχοд φοτοπρиешиκа 29 ποдκ-лючен κο вτορым вχοдам синχροнныχ деτеκτοροв 30 и 31 , а блοκ 33 веκτορ- нοгο слοжения элеκτρичесκиχ сигналοв вκлючен между вы- -10- χοдами πеρвοгο 30 и вτοροгο 31 синχροнныχ деτеκτοροв и вχοдοм иядиκаτορа 34.
Β ваρианτе СИСΑΜа, жзοбρаженнοгο яа φиг.З, в οτлж- чие οτ СЙСΑΜа, изοбρаженнοгο на φиг.Ι, на сκаниρущем зеρκале 14 заκρеπлена προзρачная с ποπаρнο πаρаллельнымж бοκοвыми οκнами κювеτа 35, выποлненная πο ρазмеρам эτοгο зеρκала. Οднаκο изοбρеτение с усπеχοм дοπусκаеτ ρасποлο- жение κювеτы 35 на сκаниρующем зеρκале 15. Ρегисτρиρующее усτροйсτвο 36 οπисываемοгο ваρианτа СИСΑΜ, изοбρаженнοгο на φиг.З, в οτличие οτ ρегисτρиρуга- щегο усτροйсτва 27, изοбρажеянοгο на φиг.2, снабженο дο- ποлниτельным блοκοм 37 вычисления агс*е -γг^- . где ^- амπлиτуда сигнала с выχοда синχροннοгο деτеκ- τορа 30, υ2бο - амπжτуда сигнала с выχοда синχροннοгο деτеκτορа 31, имещим два вχοда, ποдκлюченные κ4ждый κ выχοду сσοτвеτеτвувдегο синχροннοгο деτеκτορа 30 и 31, и
Figure imgf000012_0001
ρеτению, изοбρаженяοгο на φиг.Ι и 2, заκлючаеτся в сле- дущем. Βχοднοй исследуемый ποτοκ 39 /φиг.4/ свеτа, προй- дя вχοдную аπеρτуρу I, ποлуπροзρачнοе зеρκалο 5 ж линзу 3, нορмальнο πадаеτ яа джφρаκциοнную ρешеτκу 7 и диφρагиρуеτ в πρавый и левый πορядκи диφρаκциж на два πучκа 40 и 41 свеτа заданяοй длины вοляы.
Пучοκ 40 свеτа и οτρаженный οτ οτρажающей ποвеρχ- нοсτж II дοποлнжτельнοгο зеρκала 10 πучοκ 41 свеτа οκа- зываюτся наπρавленными πаρаллельнο на οбщую ποдлοжκу 13. Плοсκοπаρаллельяοсτь πласτияκи 16 οбесπечжваеτ πаρаллель- нοсτь οτρажаτельныχ ποвеρχнοсτей сκаниρующиχ зеρκал 14 и 15 и, следοваτельнο, выποлнение услοвия авτοκοллима- ции οдяοвρеменнο для οбοиχ πучκοв 40 и 41 свеτа πρи яа- сτροйκе сπеκτροмеτρа на οπρеделенную длину вοлны. Два диφρагиροваняыχ πучκа 40 и 41 свеτа вοзвρащаюτ- ся на диφρаκциοяную ρешеτκу 7, πρичем ιгучοκ 40 свеτа, οτρазившись οτ οτρажавдей ποвеρχнοсτи сκаниρующегο зеρ- κала 14, а πучοκ 41 свеτа, οτρазившись ποследοваτельнο οτ οτρажающей ποвеρχнοсτи II дοποлниτельнοгο аеρκала 10, οτρажающей ποвеρχнοсτи сκаниρущегο зеρκала 15 и снοва -II- οτ οτρажающей ποвеρχнοсτи II дοποлниτельнοгο зеρκала 10. Пοсле вοзвρаτа οба πучκа 40 и 41 свеτа диφρагиρуюτ в οдяοм яаπρавлении в виде выχοдящегο исследуемοгο ποτο- κа 42 свеτа, инτеρφеρиρуюτ дρуг с дρугοм, προχοдяτ лиязу 3, οτρажаюτся οτ зеρκала 5 и выχοдяτ чеρез. выχοдную аπеρ- τуρу 26 κ ρегисτρиρующему усτροйсτву 27. Β οπисываемοм ваρианτе выποлнения сπеκτροмеτρа сρедсτвοм ρазделенжя вχοднοгο 39 и выχοдящегο 42 ποτοκοв свеτа служиτ ποлуπρο- зρачнοе зеρκалο 5.
Ηаличие πлοсκοπаρаллельнοй πласτияы 16, ρасποлοжен- нοй между сκаниρующим зеρκалοм 15 и ποдοжκοй 13, τοлщи- нοй ь и выποлнение услοвия ι^ Ь-≤- ъ πρивοдяτ κ сοκρаще- нию οπτичесκοй длины πучκа 41 свеτа и сοοτвеτсτвеннο πο- явлению в ияτеρφеρенциοннοй κаρτине, ρасποлοженнοй на ρабοчей ποвеρχнοсτи диφρаκциοннοй ρешеτκи 7, инτеρφеρен- циοннοй ποлοсы, сοοτвеτсτвующей нулевοй ρазнοсτи χοда, в любοй τοчκе ияτеρвала сκаниροвания πο длине вοлны. Пρи- с?уτсτвие нулевοй инτеρφеρенциοннοй ποлοсы οбесπечиваеτ κοшенсацию исκажений и οднοзяачнοсτь вοссτаяοвления ис- следуемοгο сπеκτρа πο ρегисτροгρамме. Изοбρажения всеχ τοчеκ вχοднοй аπеρτуρы I /φиг.4/, οбρазοваяныχ πучκами 40 и 41 свеτа задаянοй длины вοлны, сοвπадаюτ в выχοдяοй аπеρτуρе 26. Для свеτа дρугиχ длин вοлн сοοτвеτсτвущие τοчκи аπеρτуρы I не сοвπадаюτ. Эτο οзначаеτ, чτο инτеρφеρенция в выχοднοй аπеρτуρе 26 προисχοдиτ селеκτивнο на уκазан- яοй длине вοлны. Сρедсτвοм мοдуляции в οπисываемοм ваρи- анτе сπеκτροмеτρа служиτ дοποлниτельнοе зеρκалο 10. Пρи πеρиοдичесκοм изменении ρазнοсτи χοда инτеρφеρиρущиχ π?учκοв 40 и 41 свеτа, κοτοροе οсущесτвляеτся вοзвρаτнο- -ποсτуπаτельным πеρемещением οτρажащей ποвеρχнοсτи II дοποлниτельнοгο зеρκала 10 πρи ποдаче на негο наπρяже- ния οτ генеρаτορа 28 /φиг.2/ πеρиοджчесκи меяяеτся ин- τеясивнοсτь выχοдящегο ποτοκа 42 /φиг.4/ свеτа заданнοй длины вοлны. Пучκи исследуемοгο ποτοκа 42 свеτа с длина- ми вοля, близκими κ заданнοй, τаκже προйдуτ чеρез вы- χοдную аπеρτуρу 26, яο инτеясивнοсτь иχ не будеτ προмοду- лиροвана. Исследуемый ποτοκ 42 свеτа, ρегисτρиρуемый -12- φοτοπρиемниκοм 29 (φиг.2) ρегисτρиρущегο усτροйсτва 27 , сοдеρжиτ πеρеменную сοсτавляющу , οπρеделяемую свеτοм задаянοй длины вοлны, и ποсτοянную сοсτавляющую, οπρе- 5 дежемую свеτοм дρ?угиχ длин вοж, προшедшиχ выχοдную аπеρτуρу 26. Пеρеменная сοсτавлящая, οτделенная и уси- ленная ρегжсτρиρущим усτροйсτвοм 27 , προπορциοнальна инτенсивнοсτи свеτа τοльκο заданнοй длины вοлны, πο ней и судяτ ο сπеκτρальнοм сοсτаве исследуемοгο свеτа.
10 Пρи сκанжροвании πο сπеκτρу οснοвание 19 вρащаюτ вοκρуг οси 20 и ποследοваτельнο наблюдаюτ ποлοжения авτο- κοллшлации οτρажающиχ ποвеρχнοсτей двуχ сκашφущиχ зеρ- κал 14 и 15 для исследуемыχ джн вοж.
Β οπисываемοм ваρианτе οπτичесκοй сχемы (φиг.4) сπеκ-
15 τροмеτρа οκазываюτся сκοмπенсиροванныш ашжτудные исκа- жения, нο вοзниκаюτ дοποжиτельные φазοвые исκажения, κο- τορые адеκваτнο сκладываюτся с οπисываемыми выше φазοвы- ми исκ-аженияш. Дοποлниτельные φазοвые исκажения вοзни- κаюτ из-за нажчия πлοсκοπаρаллельнοй πласτины 16 τοлщи-
20 нοй Ъ. , πρивοдящей κ зависимοсτи φазы мοдуляции и οτ длины λ вοлны инτеρφеρиρущиχ πучκοв 40 и 41 свеτа в сοοτвеτсτвии с сЬορмулοй:
Figure imgf000014_0001
Пρинциπ ρабοτы οπисываемοгο ρегисτρиρующегο усτροй-
25 сτва 27 , снабженнοгο сρедсτвοм κοмπенсации φазοвыχ исκа- жений, заκлючаеτся в следующем.
Ηа φοτοπρиемниκ 29 (φиг.2) чеρез выχοдаую аπеρτуρу 26 ποсτуπаеτ выχοдящий свеτοвοй ποτοκ 42 , πеρеменная сοсτавлящая κοτοροгο οπисываеτся -ϊюρглулοй зο Уц) . :0 ) νгл)сοδ гл), где С(λ)- инτенсивнοсτь вχοдящегο ποτοκа 39 свеτа,
\Λ ГΛ)- ашжτудаая κοшοненτа φунκции προπусκ.ания сπеκτροмеτρа πο ποτοκу, (Λ)- ρазнοсτь φаз инτеρφеρиρ?ущиχ πучκοв 40 и 41 35 свеτа , и сοдеρжиτ ποжый набορ Φуρье - гаρмοниκ.
Β силу ^ροмаτичесκοй мοдуляции в ρассмаτρиваемοй οπτичесκοй сисτеме Ψ(λ ) мοжнο πρедсτавиτь в виде : -13-
где α - амπжτуда мοдуляции, α) - часτοτа мοдуляции, 5 * - вρемя, - начальная οπτичесκая ρазнοсτь φаз, ψ(λ)- φазοвая сοсτавлящая, зависящая οτ длин вοшы. Οбοзначим:
«/„-> <т)-Φ0(λ).
10 Пρи ρазлοжении в ρяд Φуρье ашжτуда πеρвοй гаρмο- ниκи οπисываеτся ώορмулοй: ϊο(Я)- - Я)Ы(λϊъϊη[%Ш]-ΖЦα) , где $$-- φунκция Бесселя I πορядκа.
Αглπжτуда вτοροй гаρмοниκи οπисываеτся ώορглулοй:
1ь_(λ) Зβ(Κ)\»(λ)-οο»[%α)]-Ζ зуο ,
15 где Э^- сунκция Бесселя II πορядκа.
Пеρвый синχροнный деτеκτορ 30 выделяеτ из выχοдяще- гο ποτοκа 42 свеτа, ρегисτρиρуемοгο φοτοπρиемниκοм 29, πеρвую гаρмοниκу с ποмοщью οπορнοгο сигнала, ποдаваемοгο на егο вτοροй вχοд с выχοда генеρаτορа 28. Βгοροй син-
20 χροнный деτеκτορ 31 выделяеτ из ποτοκа 42 свеτа, ρеги- сτρиρуемοгο φοτοцρиемниκοм 29, вτορую гаρмοниκу с πο- мοщью οπορнοгο сигнала, ποдаваемοгο на егο вτοροй вχοд с выχοда генеρаτορа 28 чеρез удвοиτель 32 часτοτы. Сиг- налы с выχοдοв οбοиχ синχροнныχ деτеκτοροв 30 и 31 ποсτу-
25 πаюτ на два жοда блοκа 33 веκτορнοгο слοжения элеκτρи- чесκиχ сигналοв и заτем на индаκаτορ 34.
Β οπисываемοм ρегисτρиρ?ущем усτροйсτве 27 сигналы, ποсτуπащие на вχοды блοκа 33 веκτορнοгο слοжения элеκ- τρичесκиχ сигналοв, мοжнο πρедсτавиτь в виде:
30 ^ο* κ 4 -Λύ(-λ) (с выχοда πеρвοгο синχροннοгο де- τеκτορа 30) ,
^-Ζ~ э Κг -^г ) ( ) (с выχοда вτοροгο синχροннοгο де- τеκτορа 31) , где Κτ - κοэφφициенτ усиления πеρвοгο синχροннοгο 35 деτеκτορа 30,
Κ^ - κοэφφициенτ усиления вτοροгο синχροннοгο деτеκτορа 31. -14- Блοκ 33 веκτορнοгο слοжения элеκτρичесκиχ сигналοв οс?ущесτвжеτ οπеρ-ацию: ϊ &ш * α? (л) .
5
Figure imgf000016_0001
б φφ циенτοв Κ^ и Κ^ усиления иж .амπжτуды α мοду-ляции дοποлниτельнοгο зеρκала 10 в ρезульτиρующем сигнале , πο-
Ю сτуπавдем на вχοд индиκаτορа 34 , ποжοсτью κοшенсиρуеτ- ся зависимοсτь сигнала οτ начальнοй οπτичесκοй ρазнοсτи φаз и φазοвοй сοсτавлящей (λ ) , зависящей οτ даины вοжы, το есτь οκазываюτся сκοмπенсиροванныгли все вοзниκащие φазοвые исκажения.
15 Ρезульτиρующий сигнал даеτ инφορмацию τοльκο οб аглπжτудаοй κοшοненτе выχοдящегο ποτοκа 42 свеτа.
Дρугοй ваρианτ сπеκτροмеτρа , ποκазанный на знг.З , ρабοτаеτ τаκим же οбρазοм, κаκ и οπисанный выше , сο сле- дувдшли οτжчияш.
20 Два даφρагиροванныχ πучκа 40 и 41 свеτа (φиг.5) вοзвρащаюτся на диφρаκциοнную ρешеτκу 7 , πρичем π?учοκ 40 , οτρазившись οτ οτρажающей ποвеρχнοсτи сκаниρущегο зеρκала 14 , дважды προχοдаτ чеρез προзρачную πлοсκο- πаρаллельщπο κювеτу 35 дж исследуемοгο вещесτва, а πу-
25 чοκ 41 свеτа ,- οτρазившись ποследοваτельнο οτ οτρажащей ποвеρχнοсτи II • дοποжиτельнοгο зеρκала 10, οτρажащей ποвеρχнοсτи сκаниρующегο зеρκала 15 и снοва οτ οτρажаю- щей ποвеρχнοсτи II дοποжиτельнοгο зеρκала 10.
Εсж κювеτу 35 заποжиτь исследуемым вещесτвοм, το
30 шлπжτуда выχοдящегο ποτοκа 42 свеτа измениτся на веж- чину, οπρеделяемую ашжτудным κοэφφициенτοм ( οС (Α ) ) ποглοщения вещесτва, а φазοвая κοшοненτа Φ (Д) πρиοб- ρеτеτ дοбавκу, οπρеделяемую ποκазаτелем τ\ λ ) цρе- лοмления вещесτва.
35 Τοгда на φοτοπρиемниκ 29 (φиг.З) ρегисτρиρ?ущегο усτροйсτва 36 чеρез выχοдаую аπеρτ?уρу 26 ποсτуπаеτ вы- χοдящий ποτοκ 42 свеτа, πеρеменная сοсτавлявдая κοτορο- гο οπисываеτся сχορмулοй: -15-
Figure imgf000017_0001
где ш - τοлщина ποглοщающегο слοя исследуемοгο веще- сτва. 5 Блияние οκοн κювеτы 35 в амπжτуднοй сοсτавлящей мοжнο не ?учиτываτь, а влияние φазοвοй - вκлючиτь в Ψ(λ) >
Β даннοм случае исποльзуюτ исτοчниκ сπлοшнοгο сπеκ-
Figure imgf000017_0002
10 Сигналы с выχοдοв οбοиχ синχροнныχ деτеκτοροв 30 и
31 οдаοвρеменнο ποсτуπаюτ κаκ на два вχοда блοκа 33 веκ- τορнοгο слοжения элеκτρичесκиχ сигналοв, а заτем на инди- и на два вχοда блοκа 37 вычисления , а заτем на индиκаτορ 38. Ρезульτиρущий
Figure imgf000017_0003
15 сигнал с индиκаτορа 34 несеτ инφορмацию τοльκο οб амπж- τуднοм κοэφφициенτе οС λ) ποглοщения, а ρезульτиρ?ущий сигнал с индиκаτορа 38 несеτ инφορмаπию ο ποκазаτеле πρелοмления Η(λ ) исследуемοгο вещесτва. Пοследущая οбρабοτκа ρегисτροгρамгл даеτ неποсρедсτвеннοе сπеκτρаль-
20 нοе ρасπρеделение величин ϊϊ (λ ) и с((λ ) дοваτельнο , и κοэφφициенτа эκсτинκции дβ (λ ) ≠
Figure imgf000017_0004
исследуемοгο , заρегисτρиροванныχ οдаοвρеменнο.
Пροмышлвнная πρшленимοсτь Сπеκτροмеτρ с инτеρφеρенциοннοй селеκτивнοй ашж-
25 τудаοй мοдуляцией в οснοвнοм πρедаазначен для эκсπρесс- -анажза миκροцρимесей глнοгοκοшοненτныχ сτρуκτуρ в геο- лοгии, меτаллуρгии, πρи προизвοдсτве чисτыχ меτаллοв, сπлавοв , ποлуπροвοдниκοв , в службаχ οχρаны οκρ?ужа_αцей сρеды, для асτροφизичееκиχ исследοваний.

Claims

-16- ΦΟΡΜУЛΑ ИЗΟΕΡΕГΕΗИЯ.
1. Сπеκτροмеτρ с инτеρφеρенциοннοй селеκτивнοй ам- πжτуднοй мοдужцжеи, сοдеρжащий ρасποлοженные ποследο-
5 ваτельнο οдин за дρугим πο χοду свеτοвοгο πучκа жοдауго аπеρτуρу (I) , κοллимиρущее сρедсτвο, диφρаκциοнную ρе- шеτκу (7) с симмеτρичным προφилем шτρиχοв (8) , дοποлни- τельнοе зеρκалο (10) , уοτанοвленнοе τаκ, чτο егο οτρажаю- щая ποвеρχнοсτь (II) πаρаллельна шτρиχам (8) диφρаκциοн-
Ю нοй ρешеτκи (7) и πеρπеядиκуляρна ρабοчей ποвеρχнοсτи ποследней, два сκаниρувдиχ зеρκала (14 ,15) на οбщей ποд- лοжκе (13) , усτанοвленяοй с вοзмοжнοсτыο вρащения вοκρуτ οси (20) , ρасποлοженнοй на линии πеρесечения πлοсκοсτи (17) , в κοτοροй лежиτ ρабοчая ποвеρχнοсτь диφρ.аκциοннοй
15 ρешеτκи (7) и πлοсκοсτи (25) , в κοτοροй лежиτ οτρажащая ποвеρχнοсτь (II) дοποжиτельнοгο зеρκала (10) , и πρи- сποсοбленные οднο для οτρажения лучей οτ даφρаκциοннοй ρешеτκи (7) , а дρугοе - для οτρажения лучей οτ дοποжи- τельнοгο зеρκала (10) , выχοда?ую аπеρτ?уρу (26) и ρеги-
20 сτρиρущее усτροйсτвο (27) , οπτичесκи связаннοе с выχοд- нοй аπеρτуροй (26) , ο τ л и ч а го щ и й с я τем, чτο между сκаниρующим зеρκалοм (15) , πρисποсοбленным для οτ- ρажения лучей οτ дοποлниτельнοгο зеρκала (10) , и ποдлοж- κοй (13) ρасποлοжена πлοсκοπаρаллельная πласτинκа (16)
25 τοлщинοй ь. , удοвлеτвορящей сοοτнοшению: ι ь. •(- ъ , где 1 - зазορ междιу πлοсκοсτью (17) ρабοчей ποвеρχ- нοсτи диφρаκциοннοй ρешеτκи (7) и οбρащенным κ ποслвдней τορцοм (18) дοποлниτельнοгο 30 зеρκала (10) , ь - линейный ρазмеρ даφρаκциοняοй ρешеτκи (7) в наπρавлении, πеρπендиκуляρнοм наπρавленжю ее шτρжχοв (8) , πρж эτοм ρегжсτρиρ?увдее усτροйсτвο (27) снабженο сρед- 35 сτвοм κοмπенсации φазοвыχ исκажений сπеκτροмеτρа .
2. Сπеκτροмеτρ πο π.Ι , в κοτοροм ρегисτρиρу? щее усτροйсτвο (27) сοдеρлсиτ связанные между сοбοй ποсле- дοваτельнο φοτοπρиемниκ (29) , синχροнный деτеκτορ (30) и индиκаτορ (34) , а τаκже генеρаτορ (28) , ποдκлюченный -17- выχοдοм κο вτοροму вχοду синχροннοгο деτеκτορа (30), ο τ ли ч а ющ и йс я τем, чτο сρедсτвο κοмπенсации φазοвыχ исκажений сπеκτροмеτρа вκлючаеτ вτοροй синχροн- 5 ный деτеκτορ (31), удвοиτель (32) часτοτы и блοκ (33) веκτορнοгο слοзκения элеκτρичесκиχ сигналοв, πρичем син- χροнный деτеκτορ (31) ποдκлючен οдаим жοдοм κ выχοду φοτοцρиемниκа (29), а вτορым жοдοм чеρез удвοиτель ча- сτοτы (32) κ выχοду генеρаτορа (28), а блοκ (33) веκτορ-
10 нοгο слοжения элеκτρичесκиχ сигналοв вκлючен между вы- χοдами πеρвοгο и вτοροгο синχροнныχ деτеκτοροв (30,31) и вχοдοм индиκаτορа (34).
3. Сπеκτροмеτρ πο π.2, ο τ ли ч а ющ и й с я τем, чτο οн снабжен προзρачнοй с ποπаρнο πаρаллельныш
15 бοκοвыми сτенκаш κювеτοй (35) для исследуемοгο вещесτва, заκρеπлешοй жесτκο на οднοм из сκаниρущиχ зеρκал (14) и выποженнοй πο ρазмеρам эτοгο зеρκала, а ρегисτρиρую- щее усτροйсτвο (36) снабженο блοκοм (37) вычисления агсϊ-β- ≤- , где υ^ - амπлиτуда сигнала с вы-
20 χοда синχροннοгο деτеκτορа (30) и υ^ - аглπж- τуда сигнала с выχοда синχροннοгο деτеκτορа (31), имею- щшл два вχοда, ποдκлюченяые κаждый κ выχοду сοοτвеτсτв?ую- щегο синχροннοгο деτеκτορа (30,31), и индиκаτοροм (38), ποдошченным κ выχοду блοκа (37) вычисления агс-ϊ;β-~ υ -
Ζсύ
PCT/SU1985/000036 1985-04-30 1985-04-30 Spectrometer with interferential selective amplitude modulation WO1986006476A1 (en)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH523986A CH673060A5 (ru) 1985-04-30 1985-04-30
GB8630483A GB2185104B (en) 1985-04-30 1985-04-30 Interferential selective amplitude modulation spectrometer
AU49505/85A AU579200B2 (en) 1985-04-30 1985-04-30 Interferential selective amplitude modulation spectrometer
PCT/SU1985/000036 WO1986006476A1 (en) 1985-04-30 1985-04-30 Spectrometer with interferential selective amplitude modulation
JP50443185A JPS62502702A (ja) 1985-04-30 1985-04-30 干渉選択振幅変調分光計
DE19853590782 DE3590782T1 (ru) 1985-04-30 1985-04-30
FR8508914A FR2583516B1 (fr) 1985-04-30 1985-06-12 Spectrometre a modulation d'amplitude selective interferentielle
SE8605328A SE455232B (sv) 1985-04-30 1986-12-11 Spektrometer med selektiv amplitudmodulering medelst interferens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/SU1985/000036 WO1986006476A1 (en) 1985-04-30 1985-04-30 Spectrometer with interferential selective amplitude modulation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1986006476A1 true WO1986006476A1 (en) 1986-11-06

Family

ID=21616908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/SU1985/000036 WO1986006476A1 (en) 1985-04-30 1985-04-30 Spectrometer with interferential selective amplitude modulation

Country Status (8)

Country Link
JP (1) JPS62502702A (ru)
AU (1) AU579200B2 (ru)
CH (1) CH673060A5 (ru)
DE (1) DE3590782T1 (ru)
FR (1) FR2583516B1 (ru)
GB (1) GB2185104B (ru)
SE (1) SE455232B (ru)
WO (1) WO1986006476A1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4043670A (en) * 1974-06-13 1977-08-23 Jury Georgievich Kozlov Spectrometer and method of examining spectral composition of light
GB2043880A (en) * 1979-03-05 1980-10-08 Pye Electronic Prod Ltd Noise reduction in dual beam ratio recording spectrophotometers
US4358201A (en) * 1979-06-22 1982-11-09 International Business Machines Corporation Interferometric measurement apparatus and method having increased measuring range

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD140791B1 (de) * 1979-01-05 1986-03-26 Zeiss Jena Veb Carl Verfahren zur kontinuierlichen messung der wellenlaenge frequenzstabilisierter laser-wegmesssysteme

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4043670A (en) * 1974-06-13 1977-08-23 Jury Georgievich Kozlov Spectrometer and method of examining spectral composition of light
GB2043880A (en) * 1979-03-05 1980-10-08 Pye Electronic Prod Ltd Noise reduction in dual beam ratio recording spectrophotometers
US4358201A (en) * 1979-06-22 1982-11-09 International Business Machines Corporation Interferometric measurement apparatus and method having increased measuring range

Also Published As

Publication number Publication date
DE3590782T1 (ru) 1987-04-23
CH673060A5 (ru) 1990-01-31
GB2185104B (en) 1989-05-24
SE8605328L (sv) 1986-12-11
GB8630483D0 (en) 1987-01-28
AU4950585A (en) 1986-11-18
FR2583516B1 (fr) 1987-09-18
SE8605328D0 (sv) 1986-12-11
SE455232B (sv) 1988-06-27
GB2185104A (en) 1987-07-08
AU579200B2 (en) 1988-11-17
FR2583516A1 (fr) 1986-12-19
JPS62502702A (ja) 1987-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6747736B2 (en) Terahertz wave spectrometer
US6504612B2 (en) Electromagnetic wave analyzer
EP0252496A2 (en) Fabry-Perot scanning and nutating imaging coherent radiometer
GB1436238A (en) Light analyzing apparatus
CN103245654A (zh) 基于数字微镜阵列的便携式拉曼检测仪以及检测方法
US20150029504A1 (en) Fourier-transform interferometer with staircase reflective element
US20150085284A1 (en) Static interferometer with step-style reflective element
US9128059B2 (en) Coherent anti-stokes raman spectroscopy
CN108458787B (zh) 中阶梯光栅型空间外差拉曼光谱仪光路结构
US4043670A (en) Spectrometer and method of examining spectral composition of light
US3518002A (en) Spectrometer
US3334537A (en) Light scattering attachment
Dravins et al. Stellar intensity interferometry over kilometer baselines: Laboratory simulation of observations with the Cherenkov Telescope Array
WO1986006476A1 (en) Spectrometer with interferential selective amplitude modulation
US7515262B2 (en) Crystal grating apparatus
CN115015221A (zh) 快速光谱扫描受激拉曼散射显微成像系统及其成像方法
JP7283170B2 (ja) フランコン型サバール板を使用した分光測定装置における特有ノイズの防止方法、分光測定装置及び分光測定方法
CN106644083B (zh) 太赫兹材料的偏振光谱特性测量装置及系统
RU2615225C1 (ru) Устройство для измерения концентрации метана в смеси газов
Oh et al. SIRIUS: a prototype astronomical intensity interferometer using avalanche photodiodes in linear mode
WO1996000887A1 (en) An improved optical sensor and method
GB1292465A (en) Improvements in and relating to spectrometric apparatus
RU2770415C1 (ru) Способ и устройство для Фурье-анализа жидких светопропускающих сред
CN108713135B (zh) 一种光谱分析系统
SU1067449A1 (ru) Когерентный оптический анализатор пространственных спектров двумерных сигналов

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT AU CH DE GB JP SE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 1985 9067

Country of ref document: AT

Date of ref document: 19861106

Kind code of ref document: A

RET De translation (de og part 6b)

Ref document number: 3590782

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19870423

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 3590782

Country of ref document: DE