Спектральная установка Советский патент 1990 года по МПК G01J3/18 

Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению.

Целью изобретения является уменьшение астигматизации и упрощение конструкции.

На чертеже показана схема предлагаемой спектральной установки.

Установка содержит вогнутое зеркало 1, входную щель 2, дифракционную решетку 3 и выходную щель (кассету) 4.

Установка работает следующим образом.

Зеркало 1 фокусирует излучение в меридиональной плоскости во входную щель 2, а в сагиттальной плоскости за решетку 3. Диафрагированное Uia решетке 3 излучение фокусируется на выходной щели 4 -(кассете в случае спектрографа), расположенной на круге Роуланда.

Условие фокусировки лучей в сагиттальной плоскости вогнутой решетки 3 имеет вид

1 1

;cosod,+ cosfb 1 , , - + - ( +

KSro

+ sinfi) О,

(О

где uL и ft - углы падения и дифракции соответственно;

d, d - расстояние от точки до решетки и от решетки до ее изображения, образуемого сагиттальными лучами; R5 - радиус кривизны решетки 3

в сагиттальном сечении; г0 - радиус кривизны штриха решетки и в ее вершине. При фокусировке спектра на круге Роуланда астигматизм полностью отсутствовал бы при

4 Rm C08p.(2)

где RJT,- радиус кривизны решетки 3

в меридиональной плоскости. Выражение (1) с учетом выражения (2) можно представить в следующем виде:

1

F P + (cosei C08I +

+ A(sinoi + sin|i) О,(3)

где р Rjd; К Rm/R5; A . (A

Оптимизация параметров (4), найденных из условия минимума астигматизма решением системы управнений Э1 0. 31И - 0(5)

Тр - ° э ° ЭА ° (5)

Iвг

где I ( F2 d (Ь ,

а , дв - предельные значения углов дифракции приводит к отрицательным значениям параметров р и t и А 0. Это означает, что решетка 3 должна быть установлена в сходящемся в сагиттальном сечении (в расходящемся в меридио- нальном. сечении) пучке излучения, должна быть выпуклой в сагиттальной и вогнутой в меридиональной плоскостях и иметь прямые штрихи.

5

5

0

5

°

5 0

При этом астигматизм полностью компенсируется для двух длин волн, а остаточное его значение ниже, чем при других комбинациях параметров (4), например, для вогнутой тороидальной решетки с криволинейными штрихами.

Сходящийся в сагиттальном сечении пучок может быть получен с помощью зеркала 1.

Спектральную установку можно использовать в режиме спектрографа для пространственного спектрального анализа излучения, тогда как в прототипе отсутствует эта возможность из-за значительного остаточного астигматизма. Упрощается и конструкция установки в режиме монохроматора, так как отсутствует смещение зеркала перед входной щелью, что повышает надежность работы прибора особенно в области вакуумного ультрафиолета. Формула изобретения

Спектральная установка, содержащая оптически связанные фокусирующее зеркало и монохроматор-спектрограф, снабженный входной щелью, дифракционной решеткой, имеющей радиус Rmкривизны в меридиональной плоскости и радиус R кривизны в сагиттальной плоскости, и выходной щелью или кассетой, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения астигматизма и упрощения конструкции, отношение радиусов кривизны дифракционной решетки удовлетворяет условию Rm/R5 0, а отношение радиуса R кривизны дифракционной решетки в меридиальной плоскости к расстоянию d между точкой сагиттального фокуса фокусирующего зеркала и вершиной дифракционной решетки удовлетворяет условию Rm/d 0.

Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению. Целью изобретения является уменьшение астигматизма и упрощение конструкции. В спектральной установке излучение с помощью зеркала фокусируется на входную щель монохроматора спектрографа. Разложение света в спектр осуществляется дифракционной решеткой, имеющей радиус R_M в меридиональной плоскости и радиус R_S в сагиттальной плоскости. Отношение радиусов R_M и R_S удовлетворяет соотношению R_M / R_S*980. Отношение радиуса R_M к расстоянию D между точкой сагитального фокуса зеркала и вершиной дифракционной решетки удовлетворяет соотношению R_M / D*980. Эти условия означают, что решетка устанавливается в сходящемся в сагиттальной плоскости пучке излучения и в то же время решетка должна быть выпуклой в сагиттальном и вогнутой в меридиональном сечении и иметь прямые штрихи. Отсутствие необходимости перемещать зеркало относительно входной щели повышает надежность работы прибора, что особенно важно в области вакуумного ультрафиолета. 1 ил.