Спектрометр с интерференционной селективной амплитудной модуляцией Советский патент 1987 года по МПК G01J3/45 

Изобретение относится к иитерфе- ремционным спектрометрам.и может быть использовано для спектрального

анализа электромагнитного излучения,

Целью изобретения является повышение светосилы и увеличение рабочег спектрального диапазона спектрометра

На фиГо изображена схема предлагаемого спектрометра с интерферен- ционной селективной амплитудной модуляцией; на фиг,2 - ход лучей в авто- коллимадионном устройстве.

Спектрометр с интерферендионной селективной амплитудной модулядией содержит входную апертуру I, входной коллиматор 2, дифракционнуто решетку 3с симметричным профилем штрихов, дополнительное зеркало 4, установленное перпендикулярно плоскости решет- ки 3 и параллельно ее штрихам, отражающее автоколлимадионное устройство 5, вьтолненное в виде уголкового отражателя, содержащего два зеркала 6 и 7, отражающие плоскости которых перпендикулярны друг к другу, а лини 8 пересечения плоскостей зеркал 6 и 7 перпендикулярна штрихам решетки 3, установленной с возможностью вращения вокруг оси 9, расположенной на линии пересечения плоскостей решетки 3 и дополнительного зеркала 4, дополнительный выходной коллиматор 1 и выходную апертуру 11.

Спектрометр с интерференционной селективной модуляцией работает сле- дующим образом, ,

Пучок излучения, пройдя сквозь входную апертуру 1, направляется входным коллиматором 2 нормально на дифракционную решетку 3, а затем дифрагирует на два пучка излучения одинаковой интенсивности правый и .левый так, что излучение с длиной волны К составляет угол oi с нормаль к поверхности решетки 3,

Левый пучок (л) излучения и отра- женный от дополнительного зеркала 4 правый пучок (п) излучения оказываются направленными параллельно на отражающее автоколлимационное устройство 5, При настройке спектрометра на определенную длину волны излучения линия 8 пересечения перпендикулярна падающим пучкам излучения только с длиной волны Ti . Эти два пучка излучения (фиг,1 и 2), отразившись последовательно от зеркала 6 и 7, направляются в обратном направлении под тем же углом об , но на другой высоте на дифрационную решетку 3, 1 де они вторично дифрагируют нормально к ее поверхности и интерферируют. Эти вторично продифрагировавшие пучки излучения оказываются направленными параллельно на выходной коллиматор 10, которым фокусируются на выходную апертуру 11,

Периодическое измерение разности фаз дополнительньм зеркалом 4 или решеткой 3 приводит к периодическому изменению интенсивности выходящего пучка излучения с длиной волны Ti , Поскольку переменная составляющая потока излучения на выходе спектрометра в этом случае определяется лишь излучением с длиной волны , в спектрометре реализуется когерент-. ная модуляция измеряемого потока излучения ,

При сканировании по спектру отражающее автоколлимационное устройство 5 вращают вокруг оси 9, распо - ложенной на линии пересечения плоскостей решетки 3 и дополнительного зеркала 4, и последовательно наблюдают положения автоколлимации для исследуемых длин волн.

Пример , Спектрометр содержит в качестве входной апертуры 1 ирисовую диафрагму с регулируемым диаметром отверстия 0,5-5 мм, В качестве входного коллиматора 2 используют

внеосевую параболу размером 5U-50-5.0 10 мм с фокусным расстоянием F 270 мм и углом р 19 , Параллельный пучок излучения падает на нижнюю половину дифракционной решетки 3 размером 100-50-10 мм (1200 штрх/мм). Левый пучок и отраженный от дополнительного зеркала 4, размером 10083 «16 мм, правый пучок излучения направленными параллельно на автоколлимационное устройство 5, выполненное из двух зеркал 6 и 7 размером 70-85 16 мм. Отразившись последовательно от зеркала 6 и 7, пучки излучения направляются в обратном направлении на решетку 3, но на ее верхнюю половину В качестве выходного коллиматора 10 и выходной апертуры 11 использованы внеосевая парабола и диафрагма аналогичные соответственно 1 и 2,

Спектральный диапазон спектрометра при работе в первом порядке дифракции составляет 380 - 760 ям. Отсутствие светоделительного элемента.

а, следовательно, потерь излучения за счет поглощения излучения в УФ пр прохождении через светоделительный элемент-позволяет также работать и с вторым порядком дифракции и диапазоне нм, что приводит к расширению рабочего спектрального диапазона от 190 до 760 нм.

Так как подобная оптическая схема сйектрометра построена только на отражении, то подобный спектрометр можно использовать н УФ, видимой и ИК - областях спектра.

Форм ула изобретения

Спектрометр с интерференционной селективной амплитудной модуляцией,- содержащий оптически сопряженные

2949

входиш т и выходной коллиматоры, дифракционную решетку с симметричным профилем штрихов, дополнительное зер(- кало, установленное перпендикулярно поверхности решетки и параллельно ее штрихам, отражающее автоколлимацион-- ное устройство, установленное с воз- молшостью вращения, отличаю10 yi и и с я тем, что, с целью повьше- ния светосилы и увеличения рабочего спектрального диапазона, отражающее автоколлимационное устройство выполнено в виде двухзеркального уголко15 вого отражателя с взаимно перпендикулярными отражающими плоскостями, линия пересечения которых перпендикулярна штрихам решетки, а выходной коллиматор выполнен сдвоенным с вход20 ным и расположен с ним в одной плоскости.

10

(Раг.1

A.fJ.

(Риг. 2

Редактор Ю.Середа

Составитель Ж.Прокофьева Техред М.Дидык

Заказ 6356/27Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Корректор А.Тяско.