Осветительное устройство спектрофотометра Советский патент 1983 года по МПК G01J3/42 

Изобретение относится к спектрофотометрам, в частности к атомноабсорбционным спектрофотометрам, в которых на входную щель монохроматора направляются световые пучки, проходящие.по различным оптическим трактам. Известны осветительные устройств спектрофотометров, выполненные по двухлучевой схеме, позволяющей повысить точность, измерений. В атомно абсорбционных спектрофотометрах вводится дополнительно источник с широкополосным излучением .для учета населективного поглощения примесей Однако наличие большого числа опт ческих трактов и сведение соответствующих им световых пучков на вход ной щели монохроматора значительно усложняет осветительные таких спектрофотометров. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является рсветительное устрюйство спектрофотометра, содержащее источник излучения, зеркальный модулятор, светоделительную пластину, оптические трак ты для проекцирования источника излучения в центральное сечен.ие измер тельной ячейки и на входную щель . монохроматора, оптический тракт для проецирования центрального сечения измерительной ячейки на входную щел монохроматора и сферическое зеркало установленное ячейкой, в котором образован, единый тракт пучка сравнения и основного при двойном прохождении светового пучка через измерительную ячейку СЗ. Известное осветительное устройств не позволяет получить высокую чувствительность спектрофотометра во всем рабочем интервале спектра, так как устройство выполнено с использованием преломляющих оптических элементов - линз, обладающих значительными хроматическими аберрациями. Целью изобретения является обеспечение высокой чувствительности спектрофотометра во всем рабочем интервале спектра. Поставленная цель достигается тем что оптические тракты содержат три одинаковых вогнутых сферических зеркала, которые установлены так, что каждое из них с любым другим образует двухзеркалъный объектив с-П-образ ным ходом светового пучка о возможно стью об-разования промежуточного действительного изображения. На чертеже показано осветительное устройство для атомно-абсорбционного спектрофотометра, вариант. Осветительное устройство содержит источник 1 резонансного излучения., зеркальный вращающийся модулятор 2, светоделительную пластину - полупрозрачное зеркало 3, измерительную ячейку (атомизатор) 4, сферическое зеркало 5, установленное по ходу светового пучка за измерительной ячейкой, и проецирующие оптические тракты. Проецирующие оптические тракты выполнены с использованием трех одинаковых вогнутых сферических зеркал 6-8. Эти зеркала установлены таким образом, что каждое из них с любым другим образует, двухзеркальный объектив с П-образным ходом светового пучка. Объективы, образованные -каждой парой зеркал, имеют промежуточное действительное изображение. При этом расположение зеркал обеспечивает пространственное совмещение этих промежуточных изображений в плоскости зеркального модулятора 2. В указанной системе вогнутых сфе.рических зеркал пара 5 и 7 образует оптический тракт для проецирования источника 1 Резонансного излучения на входную щель 9 монохроматора, пара 6 и 8 образует оптический тракт j: для проецирования источника 1 резонансного излучения в центральное сечение измерительной ячейки 4, а па- ра 8 и 7 образует оптический тракт для проецирования центрального сечения измерительной ячейки на входную щель 9 монохроматора. Для учета неселективного поглощения примесей Ъсветительное устройство содержит источник 10 широкополостного (. нерезонансного) излучения , излучение которого с помощью полупрозрачных зеркал 11 вводится в оптическую систему и проходит далее по Тем же. трактам, что и резонансное излучение от источника 1. Осветительное устройство спектрофотометра работает следующим образом. Световой ПУЧО.К от источника 1 резонансного излучения проецируется с помощью сферического зеркала б и полупрозрачного зеркала 3 в плоскость зеркального модулятора 2. При этом образуется промежуточное действительное изображение, которое представляет собой линию, вытянутую в направлении, перпендикулярному чертежу, - стигматическое изображение источника 1, образованное сфокусированными меридиональными и параллельными сагиттальными пучками. В связи с тем, что промежуточные действительные изображения представляют собой узкую линию, размер секторов модулятора может быть значи . тельно уменьшен, что существенно сокращает его габариты и упрощает конструкцию. При открытом положении зеркального модулятора 2 световые пучки попадают на сферическое зеркало 8, астигматизм, .вносимый сферическим зеркалом 6, компенсируется, и в центральное сечение измерительной ячейки (атомизатора) 4 проецируется изображение источника 1 с минимальны ми аберрациями. Излучение после прохождения через измерительную ячейку 4 падает на сферическое зеркало 5 и отражается и обратном направлении, сохраняя мес то фокусировки в центральном сечении измерительной ячейки. Двойное прохож .дение излучения через ячейку 4 .поз;-. воляет увеличить чувствительность спектрофотометра при тех же габаритах, так как оптическая длина пути увеличивается вдвое и величина погло щения .удваивается. Сфокусированное изображение источ ника 1 излучения, полученное в обрат ном ходе от зеркала 5, проецируется с помощью сферических зеркал 8 и.7 на входную щель монохроматора с минимальными аберрациями. При другом положении зеркального модулятора 2, когда зерка:льный сек,тор попадает в зону светового пучка излучение отражается от зеркального сектора на сферическое зеркало 7, астигматизм, вносимый сферическим зеркалом 6, компенсируется, и на входную щель монохроматора 9 проецируется изображение источника 1 излучения с минимальными аберрациями. По тем же трактам проходит в осветительной системе широкополосное (нерезонансное) излучение источника 10, которое вводится в оптическую систему с помощью полупрозрачного зеркала 11 . Для разделения сигналов селективного и неселективного поглощения в .регистрирующем устройстве спектрофотометра производится модуляция излучения обоих источников 1 и 10 на разной частоте путем модуляции тока от источников питания. Изобретение позволяет по сравнению с устройством, использующим линзовую оптику, существенно повысить чувствительность и точность спектрофотометра в широком спектральном интервале. По сравнению с известными спектрофотометрами, выполненными с использованием зеркальной оптики, пред- лагаемое техническое решение позволит значительно упростить конструкцию прибсЗра и его стоимость за счет уменьшения кoличectвa зеркал.

ОСВЕТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО СПЕКТРОФОТОМЁ1РА, содержащее источники излучения, зеркальный модулятор, светоделительную пластину, оптические тракты для проецирования источников излучения в центральное сечение измерительной ячейки и на входную щель монохроматора, оптический тракт для -проецирования центрального сече--, ния измерительной ячейки на входную щель монохроматора и сферическое зеркало, установленное за ячейкой, отличающееся тем, что, с целью обеспечения высокой чувствительности спектрофотометра во всем рабочем интервале спектра, оптические тракты содержат три одинаковых вогнутых сферических зеркала, которые установлены так, что каяодое из них с любым другим образует двухзеркальный объектив с П-образным ходом светового пучка с возможностью образования Щ промежуточного действительного изоСП бражения . 4 № л ю to