Растровый спектрометр с селективной модуляцией Советский патент 1987 года по МПК G01J3/12 

1 13

Изобретение относится к оптичес- кому спектральному приборостроению и является Дополнительным к авт.св. № 968629.

Цельк изобретения является повышение стабильности и надежности работы путем исключения постоянной составляющей посредством селективной модуляции в режиме осцилляции.

На фиг.1 изображена принципиальная схема растрового спектрометра с селективной модуляцией: на фиг.2 - растр на основе матрицы Адамара Н (8-го порядка), используемый в основном изобретении: на фиг.З - формирование отдельных строк в растровых , структурахJ на фиг.4 - варианты растров; на фиг.З - аппаратные функции, полученные при исключении постоянной составляющей в режиме осцилляции.

Растровый спектрометр с селектив-. ной модуляцией (фиг.1) содержит установленные по ходу луча входной растр 1, коллиматорНый объектив 2, диспергирующую систему в виде днфра кционной решетки 3, фокусирующий объектив 4, выходной растр 5, систеьгу 6 исключения постоянной составляющей из направляющих, штанги 7, эксцентрика 8 и и электродвигателя 9, приемно-регист- рирующую систему 10. Структура растров образуется посредством чередования рядов растров, используемых в основном Изобретении; входной и выход-, ной растры неодинаковы. Так, в одном растре первые два ряда являются соответственно позитивными и негативным по отношению к первому ряду исходной структуры, а третий ряд идентичен первому. Следующие три ряда растра аналогичным образом получаются из второго ряда исходной структуры и т.д. В другом растре первые два ряда обра- .зуются так же, как в первом растре, а третий ряд содержит только непрозрачные элементы. Следующие три ряда получаются аналогично. На примере второго ряда исходной структуры 11 показывается , как на его основе строятся три соответствующих ряда входного 12 и выходного 13 растров. В первом случае (фиг. 3,6) ряд делится на три раи- ные по высоте ряда. Из ник первый и третий по структуре аналогичны исходному ряду, а средний ряд является по отношению к ним негативным. Во втором случае (фиг.З,в) исход1-:ый ряд также делится на три равные по высоте

72

ряда, из которых первый аналогичен по структуре исходному ряду, второй Я1зля- ется не1 ативнр.1м по отношен1Ш к нему, а третий содержит только непрозрачные элементы.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от исспедуемого источника проходит через прозрачные элементы

входного растра 1, HanpitMep, растр

0

5

0

вида, показанного на фиг.4, поз.14, попадает на коллиматорный объектив 2, который формирует параллельный пучок и посылает его на диспергирующую систему 3. Разложенное в спектр излучение попадает на фокусирующий объектив 4, который строит ряд смещенных друг относительно друга монохроматических изображений входного растра 1 на зы- ходном растре 5 (фиг.4, поз.15). Выходной растр 5 перемещается возвратно-поступательно в направлении, перпендикулярном направлению дисперсии,

- на высоту одного ряда. Перемещение происходит в направляющих 6 с псмо- щью штанги 7, приводимой в движение вращением эксцентрика 8, закрепленного на валу электродвигателя 9. Таким образом, на приемно-регистрирующую систему 10 поочередно поступают световые пучки, прошедшие через выходной растр 5 при двух его крайних положениях. Из всех изображений входного растра 1 в плоскости выходного растра 5 при условии, что выходной растр находится в верхнем положении, только для одного изображения, соответствующего длине волны настройки Т( , внешние контурь изображения и растра полностью совпадают. В этом случае световой поток пропорционален световой площади выходного растра 5, так как структура всех его рядов, содержащих прозрачные элементы, идентична структуре соответствующих рядов изображения. При смещении выходного растра 5 вниз на один ряд (нижнее положение) , световой поток через выходной растр не проходит, так как структура всех ei o рядов, содержап их прозрачные элементы, является негативной по отношенню к соответствутощиь; рядам изображения. Для любой другой д;гины Г ОЛ11Ы ц , отличающейся от ч , све- Tv) потоки, выходящие из растра 5 при двух его крайних положениях, будут од1П аковыми. Приемно-регистри- рую цая система 10, настроенная ма

частоту осцилляции, регистрирует - только переменный сигнал, соответствующий длине волны настройки Д (фиг.5, поз.17). Сканирование спектра производится разворотом решетки 3. В случае, когда в качестве входного и выходного растров используется исходный растр (фиг.2), сигнал, зарегистрированный приемно-регистрирующей системой 10, имеет вид, приве- W ном растре два из трех дополнительных денный на фиг.5, поз. 16, и характеризуется недопустимо большими побочными максимумами. Очевидно, что с таким растром работа спектрометра в режиме осцилляции невозможна. 5 Формула изобретения Растровый спектрометр с селективной модуляцией по авт.св. № 968629,

рядов выполнены позитивными и один - негативным по отношению к исходному ряду, а в другом растре по одному из каждых трех дополнитапьных рядов элементов выполнены позитивными и нега- тивными по отношению к исходному ряду, а третий дополнительный ряд злементов- полностью непрозрачен.

, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что,- с целью повышения ста5ил1,ност1 и надежности работы путем исключения постоянной составляющей посредством селективной модуляции в режиме осцилляции, каждый горизонтальный ряд элементов входного и выходного растров дополнительно разделен на три равные по высоте ряда элементов, причем в одном растре два из трех дополнительных

рядов выполнены позитивными и один - негативным по отношению к исходному ряду, а в другом растре по одному из каждых трех дополнитапьных рядов элементов выполнены позитивными и нега- тивными по отношению к исходному ряду, а третий дополнительный ряд злементов- полностью непрозрачен.

Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения. Целью изобретения является повышение стабильности и надежности работы путем исключения постоянной составляющей посредством селективной модуляции в режиме осцилляции. Растровый спектрометр содержит входной и выходной растры. Входной и выходной .растры неодинаковы. Горизонтальный ряд элементов входного и выходного растров разделен на три равных по высоте ряда. В одном из растров два из этих рядов позитивны по отношению к исходному ряду элементов, а один из этих рядов негативен по отношению к исходному ряду элементов. В другом растре структура рядов такова: один ряд позитивен по отношению к исходному ряду элементов, другой ряд негативен по отношению к исходному ряду элементов, а третий полностью непрозрачен. При таком выполнении входного и выходного растров аппаратная функция не имеет побочных максимумов и возможно осуществление работы спектрометра в режиме осцилляции. 5 ил. с

fff

фиеА

ш..

/7/

p.

ff)

15%2g,

iZ

/7/

.

т

В) Фи.5

Фи&.

to

фиг. 5

Составитель С. Иванов Редактор Э, Слиган Техред Л.Сердюкова Корректор М. Санборская

Заказ 1296/40 Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Произнодствеино-по гиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4