Устройство для измерения спектров испускания Советский патент 1984 года по МПК G01J3/28 

Изобретение относится к спектрометрии .и может быть использовано при измерении спектров пропускания, получаемых путем оптического возбуждения исследуемого вещества, например, при измерении спектров комбинационного рассеяния и люминесценции. Известны устройства для измерения спектров испускания, например люминесценции, содержащие кювету с исследуемым веществом, монохроматический источник зондирующего излучения возбуждающий люминесценцию, и спектрометр, регистрирующий спектр люминесценции находящегося в кювете вещества 1. Недостатком таких устройств является низкая эффективность использова ния возбуждакедего и исследуемого излучений, большая часть энергии которьах теряется из-за однократного прохождения зондирующего излучения через исследуемое вещество и низкой эффективности сбора испускаемого вещества излучения, поступающего в . спектрометр. Это приводит к снижению чувствительности такого типа устройств. Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство для регистрации спектров комбинационного рассеяния, в котором испускаемое веществом излучение собирается с помощью оптической системы из трех последовательно расположенных конфокальных сферических зеркал. При этом щель для выхода излучения комбинационного рассеяния, расположенная на поверхности второго зеркала конфокальной системы, оптически сопряжена со спектрометром Недостатком этого устройства явл ется низкая эффективность использова ния возбужданадего излучения, которое однократно проходит через исследуемое вещество. Особенно низкой в таком устройстве будет эффективность использования излучения лазерных источников, дающих узконаправленное излучение, локализованное в небольшом объеме, значительно меньшем, чем объем исследуемого вещества между зеркалами. Поэтому чувствительность этого устройства меньше максимально возможной. Цель изобретения - увеличение чувствительности и эффективности устройства для измерения спектров испускания. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения спектров испускания, включающее источник возбуждающего излучения, систему сбора вторичного излучения в виде системы конфокальных зеркал с выходной щелью, сопряженный со щелью регистрирукщий прибор, введено зеркало с селективно-отражающим покрытием, причем источник возбуждения че рез указанное зеркало сопряжен с выходной щелью системы конфокальных зеркал. Увеличение чувствительности устройства достигается за счет повыше-, НИН эффективности использования возбуждающего излучения при его многократном пропускании через зондирующий объем с помощью той же системы конфокальных сферических зеркал, которая используется для сбора исследуемого излучения. При этом сопрягающий элемент обеспечивает передачу излучения источника возбуждения на систему конфокальных зеркал через щель, расположенную на поверхности второго зеркала этой системы. Одновременно он играет роль фильтра, не пропускающег-о на спектрометр излучение зондирующего источника, рассеянное на зеркалах и выходящее через щель. За счет применения такого сопрягающего элемента понижается уровень рассеянного света в спектрометре и повышается чувствительность устройства. На чертеже представлена оптическая схема устройства. Источник 1 зондирующего излучения оптически сопряжен со щелью 3 с помощью зеркала 2 с селективно отражающим покрытием. Сферические зерка ла 4, 5 и 5, б образуют конфокальные пары„ Причем центры кривизны зеркал 4 и б лежат на позерхиости зеркала 5 в точках С., и С а центр кривизны зеркала 5 в точке С. на линии пересечения продолжений поверхностей зеркал 6 и 4. С помощью конденсатора 7 входная щель спектрометра 8 оптически сопряжена со щелью 3. Устройство работает следующим образом. Монохроматическое излучение зондирующего источника 1 после отражеНИН от зеркала с селективно отражающим покрытием 2 проходит щель 3 и попадает на зеркало 4, которое строит изображение щели, сш-1метрично расположенное относительно оси , на. поверхности зеркала 5. Зеркало 6 аналогичным образом переносит это изображение на зеркало 5 в положение, симметричЕ-гое относительно оси CjC- , На чертеже Г оказб1н случай, соответствующий четырем проходам зондирующего излучения в системе зеркал. Та же система зеркал обеспечивает сбор излучения, испущенного веществом, находящимся в объеме между зеркалами, Это излучение выходит через щель 3, проходит зеркало 2, зеркальный слой которого прозрачен для всех длин волн, кроме длины волны излучения зондирующего источника,, Затем исследуемое излучение с помощью конден3 11174604

сора 7 направляется на входную щель использовании той же системы конфо-

спектрометра 8.кальных зеркал. Это обеспечивает увеПредлагаемое устройство, в отли-. личение чувствительности устройства

чие от известных. устройств для из-и делает его пригодным для обнаруже-

мерения спектров испускания, обеспе-ния предельно малых концентраций вечивает более высокую эффективность5 щества в объеме между зеркалами, наиспользования возбуждающего иэлуче-пример для определения загрязнения

ния за счет его многократного прохо-атмосферы производственными выбросада через исследуемое вещество при ми микробиологической промышленности.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРОВ ИСПУСКАНИЯ, включающее источник возбуждающего излучения, систему сбора вторичного излучения в виде системы конфокальных зеркал с выходной щелью, сопряженный со щелью регистрирукаций прибор, отличающееся тем, что, с целью увеличения чувствительности и повьпления эффективности устр9йства, введено зеркало с селективно-отражакадим покрытием, причем источник возбуждения через указанное зеркало сопряжен с выходной щелью системы конфокальных зеркаЛо (Л с: 4; 05