Устройство для измерения разрешающей способности оптических спектральных приборов Советский патент 1985 года по МПК G01M11/00 

11 Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения, в частности к конструкции устройств для измерения разрешающей способности оптических спектральных приборов, и может быть использовано для контроля разрешающей способности широкого класса оптических приборов и устройств - спектрографов,спектрометров, спектрофотометров, стилоскопов, луп, биноклей, телескопов и т.д.. . Цель изобретения - повьш1ение точности измерений. На фиг. 1 представлена оптическая схема устройства; на фиг. 2 - конструкция непрозрачного экрана. Устройство содержит 1 источник, монохроматического излучения, непроз рачный экран 2, выполненный в виде двух поляроидов 3 и 4, установленных без зазора с возможностью перемещения друг относительно друга, причем вектора их поляризации Е, и Е взаимно перпендикулярны, первую щель 5, прорезанную в первом поляроиде 3 и орипервом поляроиде ентированную под углом 45 к направлению вектора его поляризации Е вторую щель 6, прорезанную во втором поляроиде 4, параллельную и равную по ширине первой щели 5 и ориентированную под углом 45 к направлению его вектора поляризации Е , микромет рическое устройство 7, используемое для перемещения поляроидов, оптический прибор 8 с фокальной плоскостью 9 и регистрирующую систему 10 Устройство -работает следукяцим образом. Световой пучок от источника 1 излучения падает на экран 2. Так как направления векторов поляризации Е и Е 2 поляроидов 3 и 4 взаимно перпендикулярны, экран 2 является непрозрачным для светового пучка на всех его участках, за исключением участков, соответствующих щелям 5 и 6. Эти участки являются прозрачными, так как здесь на пути светового пучка находится только один поляроид - или 3, или 4, а не одновременно два поляроида с взаимно перпендикулярными векторами поляризации. Таким образом, после, прохождения экрана 2 световой пучок разделяется на два пучка. Пучок, проходящий через щель 5 и поляроид 4, поляризуется; в направлении Е, под углом 45 к 6 направлению щели 5. А пучок, проходящий через поляроид 3 и щель 6, по-: ляризуется в направлении Е) под углом 45 к направлению щели 6. Указанные световые пучки после прохождения оптического прибора 8 создают в фокальной плоскости 9 изображения щелей 5 и 6, которые регистрируются регистрирующей системой 10. Так как векторы поляризации пучков, создающих изображения щелей 5 и 6, взаимно перпендикулярны, то исключается их взаимная итерференция. Следовательно, распределение интенсивности в фокальной плоскости 9 оптического спектрального прибора 8 будет определяться только его разрешающей способностью. Исключается также влияние на результаты измерений поляризующих свойств оптического спектрального прибора, так как вектора поляризации пучков, формирующих изображения щелей 5 и 6, ориентированы под углом 45 к направлению указанных щелей. Для измерения разрешающей способности R устанавливают экран 2 вместо входной щели оптического прибора 8. Освещают экран 2 с помощью источника 1 и наблюдают в фокальной плоскости 9 изображения щелей 5 и 6 с помощью регистрирующей системы 10. Перемещая поляроиды 3 и 4 друг относительно друга с помощью микрометрического устройства 7 в направлении, перпендикулярном щелям, определяют линейное расстояние д f между щелями 5 и 6, соответствующее условию разрешения изображений щелей 5 и 6 в фокальной плоскости 9 оптического спектрального прибора. Измеренное расстояние Д t сравнивают с линейным расстоянием д, соответствующим дифракционному теоретическому пределу разрешения. По отношению определяют разрешающую способность прибора 8. Пример. Используют разработанное устройство для измерения разрешающей способности 6-метрового спектрографа ДФС-454 со сменными дифракционными решетками размером от 120-120 до мм. В качестве источника излучения используется He-Ne-лазер с длиной волны 0,6328 нм. Линейное расстояние U f, соответствующее теоретическому пределу раз3 . 1

решения, составляет от 31,5 мкм (для решеток 120-120 мм) до 12,6 мкм (для решеток 300-200 мм). Экран 2 выполняют в виде поляроидных пленок, в каждой из которых прорезают с помощью алмазного резца щели шириной 12,6 мкм под углом 45° к направлению векторов ее поляризации. Поляроидные пленки закрепляют в микрометрическом устройстве таким образом, что щели 5 и 6 становятся параллельными друг другу, а векторы поляризации поляроидных пленок взаимно перпендикулярными. Экран 2 помещают, вместо входной щели спектрографа, а в фокальной плоскости спектрографа наблюда ют разрешение изображения щелей 5 и 6. По расстоянию & 2 между щелями, измеренному на микрометрическом устройстве, определяют раз-

1869864

решающую способность спектрографа с дифракционной решеткой в соответствии с приведенной формулой.

Погрешность измерения разрешающей способности R спектрографа определяется только лишь погрешностью dCb.), равной ±1 мкм, измерения линейного расстояния л между щелями 5 и 6 микрометрическим устройство вом 7:

dR ) .. R If

.Следовательно, погрешность измерения R составляет при величине линейного расстояния Д 300 мкм - i- IOSM- «« -«33%,

dR R

а при Л 12,6 мкм - Т2,6 мкм 0,089 или 8,9%.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ОПТИЧЕСКИХ СПЕКТРАЛЬНЫХ ПРИБОРОВ, содержащее источник излучения, непрозрачный экран с двумя параллельными щелями равной ширины, вьтолненньй с возможностью изменения расстояния между щелями, и регистрирующую систему, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерений, экран выполнен в виде двух установленных последовательно и без зазора скрещенных поляроидов, в каждом из которых прорезана щель, ориентированная под углом 45 к вектору его поляризации. (Л С