Сканирующий дифракционный монохроматор Советский патент 1987 года по МПК G01J3/18 

Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению.

Цель изобретения - улучшение качества спектрального изображения.

На чертеже изображена оптическая схема предлагаемого монохроматора.

Монохроматор содержит входную щель 1, вогнутое зеркало 2, дифракционную решетку 3 и выходную щель 4, установленную на нормали решетки 4 в ее фокусе. Входная щель 1 установлена в главном фокусе вогнутого зеркала 2. Вершина дифракционной решетки 4 лежит на главной оптической оси вогнутого зеркала 2. В центральной части дифракционной решетки 4 выполнено отверстие. Входная щель 1 и вогнутое зеркало 2 жестко связаны между собой и имеют возможность поворота вокруг оси О с одновременным вместе с ди- фракционной решеткой 3 перемещением относительно неподвижной выходной щели 4.

Устройство работает следующим образом.

Излучение через входную щель 1 направляется расходящимся пучком на вогнутое зеркало 2. Вогнутое зеркало 2 отражает излучение параллельным пучком на дифракционную решетку 3, которая дает дифракционный спектр в виде монохроматических сходяшзнхся на фокальной поверхности пучков излучения. В точке пересечения нормали дифракиционной решетки с фокальной поверхностью, где установлена выходная щель 4, строится монохроматическое изображение входной щели 1, полностью свободное от астигматизма и комы.

Сканирование по спектру осуществляется изменением угла падения параллельного пучка излучения на дифракционную решетку 3 путем поворота вокруг оси, проходящей через вершину решетки 3 параллельно направлению нарезки ее штрихов, жестко связанных входнЬй щели 1 и вогнутого зеркала 2 , Если подставить значения углов дифракции и падения в уравнение дифрак ционной решетки, то основная длина волны на выходе монохроматора определяется выражением:

ВНИИПИ Заказ 7703/40

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Я-EEiH ----,

где - основная длина воЛны; а - постоянная решетки; & - угол между главной осью вогнутого зеркала и нормалью дифракционной решетки; К - порядок спектра. Возникающая при таком повороте расфокусировка полностью устраняется при одновременном перемещении элементов монохроматора относительно неподвижной выходной щели 4 вдоль нормали дифракционной решетки 3 по закону:

. г 7 д

где d - расстояние от вершины дифракционной решетки до выходной щели J г - радиус кривизны решетки.

Формула изобретения

Сканирующий дифракционный моно- хроматор, содержащий оптически связанные входную щель, вогнутое зеркало, вогнутую дифракционную решетку и выходную щель, установленную на нормали к вогнутой дифракционной решетке, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества спектрального изображения, вогнутая дифракционная решетка выполнена с отверстием в центре, главная оптическая ось вогнутого коллиматорного зеркала проходит через вершину вогнутой дифракционной решетки перпендикулярно направлению нарезки ее штрихов, оптическая ось входной щел совпадает с главной оптической осью вогнутого коллиматорного зеркала, входная щель и вогнутое коллиматор- ное зеркало жестко связаны и установлены с возможностью поворота вокруг оси, проходящей через вершину вогнутой дифракционной решетки параллельно направлению нарезки штрихов, при этом вогнутая дифракционная решетка совместно с входной шелью и вогнутым коллиматорным зеркалом установлена с возможностью перемещения вдоль нормали к решетке относительно выходной щели.

Тираж 776

Подписное

Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения. Целью изобретения является улучшение качества спектрального изображения. Для этого входная щель 1 монохроматора расположена в фокусе вогнутого зеркала 2 и жестко связана с ним. Дифракционная решетка 3 имеет отверстие в центральной части. Излучение через щель 1 направляется на зеркало 2 и далее параллельным пучком попадает на решетку 3. На нормали к решетке 3 установлена выходная щель 4. При сканиройании изменяется угол падения пучка излучения на решетку 3 путем поворота жестко связанных входной щели 1 и вогнутого зеркала 2. Поворот осуществляется вокруг оси, проходящей через вершину решетки вдоль направления нарезки штрихов. Для компенсации дефокусировки при повороте происходит смещение блока, состоящего из входной щели 1, зеркала 2 и решетки 3, относительно выходной щели 4 по закону d(r/2)« , где d - расстояние от вершины решетки 3 до щели 4; г - радиус кривизны решетки; д - угол падения излучения на решетку. Таким образом, при относительной неподвижности изображения получается высокое качество спектрального изображения в широкой области спектра. 1 ил. с S л -т ю 00 со о о