Способ сканирования спектра в растровом спектрометре Советский патент 1988 года по МПК G01J3/433 

со 65

00

о:

11368662

Изобретение относится к оптике и может быть использовано в растровых спектрометрах при проведении точных измерений в широком спектральном диапазоне .

Цель изобретения - расширение спектрального диапазона измерений и упрощение сканирования.

На фиг.1 и 2 представлены вариан- Q ты оптических систем для осуществления способа сканирования спектра; на фиг.З и 4 - зависимости, поясняющие сущность способа.

При сканировании спектра посредст- 5 док вом одновременного разворота дифракционной решетки 1 и зеркальной системы 2 на пропорциональные углы Э - К(, где р- угол поворота зеркальной системы 2, d- угол поворота решетки 1. При коэффициенте пропорциональности К в пределах от 1,05 до 1,45 или от 2,5 до 20,0 масштаб изображения сохраняется практически пос2

L const.(3)

В широких пределах изменения длин волн зависимость Lp X) может быть с высокой точностью аппроксимирована прямолинейной зависимостью

(VM) tge (4) где угол падения i/ соответствует углу дифракции ч 0, а tg V d Cf /d tf const.

Если сканирование спектра производится в соответствии с условием (4), а в начальном положении системы % % наблюдается нулевой поряспектра, тоЧн 4 gtg&/(l-tg4 )H Lf - ( ) /tge-. При повороте решетки 1 и зеркальной системы 2 на углы oL и Э соответственно имеют Ч Ч „-о1. и -Ц или

20

р (H-tg3-U Kot.(5)

На фиг.З даны графические решения уравнений (3) и (4) при различных значениях L (кривые линии),f и tg0- (прямые линии) в различных областях тоянным по всему полю выходного раст- 25 изменения параметра С mNA sinif + pa-, что позволяет расширить спек- + sin i (пунктирные кривые), где m - тральный диапазон измерений.рабочий порядок спектра; N - число

штрихов решётки на 1 мм; / - длина волны излучения. На фиг.4 приведено 30

Если у - координата произвольной точки входного растра, то для координаты у ее монохроматического изоб- ражения на выходном растре при двухкратной дифракции на решетке выполняется соотношение

У - Т„ 2/

у.

-LyVf,

(I)

сравнение изменения масштаба изображения по полю выходного растра при сканировании предлагаемым способом (L) и известным способом (L) при С 0,5-1,0. ,

док

2

L const.(3)

В широких пределах изменения длин волн зависимость Lp X) может быть с высокой точностью аппроксимирована прямолинейной зависимостью

(VM) tge (4) где угол падения i/ соответствует углу дифракции ч 0, а tg V d Cf /d tf const.

Если сканирование спектра производится в соответствии с условием (4), а в начальном положении системы % % наблюдается нулевой поряспектра, тоЧн 4 gtg&/(l-tg4 )H Lf - ( ) /tge-. При повороте решетки 1 и зеркальной системы 2 на углы oL и Э соответственно имеют Ч Ч „-о1. и -Ц или

штрихов решётки на 1 мм; / - длина волны излучения. На фиг.4 приведено

сравнение изменения масштаба изображения по полю выходного растра при сканировании предлагаемым способом (L) и известным способом (L) при С 0,5-1,0. ,

Изобретение относится к оптике и может быть использовано в растровых спектрометрах при проведении точных измерений в широком спектральном диапазоне, Цель изобретения - расширение спектрального диапазона измерений и упрощение сканирования. При осуществлении способа сканирования спектра в растровом спектрометре сохранение масштаба изображения обеспечивают разворотом дифракционной решетки и зеркальной системы в одном направлении на пропорциональные углы , где ft угол поворота зеркальной системы, ct - угол поворота решетки. Коэффициент пропорциональности К должен находиться в пределах 1,05 - ,45 или 2,5 - 20,0. 4 ил.

где

+ cos If sin 4 7cos ср

Ч и ц,| (2)

углы падения и дифракции пучка на решетке при первом отражении соответственно;

L - величина, характеризующая изменение масштаба изображения по полю выходного растра;

f - фокусное расстояние объектива.

Для сохранения масштаба изображения при сканировании спектра необходимо, чтобы решетка 1 и зеркальная система 2 разворачивались относительно общей оси в одном направлении на разные углы, обеспечивающие выполнение условия:

Формула изобретения

Способ сканирования спектра в растровом спектрометре, включающий од-

новременный разворот дифракционной решетки и зеркальной системы в одном направление на углы rf и /з соответственно, о тличающийся тем, что, с целью расширения спектрального диапазона сканирования и

упрощения сканирования, разворот дифракционной решетки и зеркальной системы осуществляют на пропорциональные углы, причем углы Ы и р связаны

соотношением р Ко, а коэффициент пропорциональности К выбирают преимущественно в пределах от 1,05 до 1,45 или от 2,5 до 20,0.

fPue.f

-90

Фиг. 2

-90

фие.З

to

ff.5 0,6 0.7 O.8 0.9 r.O фиг.