Спектрометр Советский патент 1990 года по МПК G01J3/12 

Изобретение относится к оптическо- му- спектральному приборостроению.

Целью изобретения является повышение производительности измерений и расширение диапазона измеряемых величин мощности светового излучения.

На фиг.1 показана .схема спектрометра , на фиг.2 т схема позиционно- чувствительного приемника.

Устройство содержит входную щель 1, плоское зеркало 2, вогнутое сферическое зеркало 3, плоскую дифракцион-; ную решетку 4, пьезокерамический приемник 5. Приемник 5 состоит из штри-

хов-электродов 6, нанесенных на пье- зокерамическую пластину, сплошного электрода 7, контактов 8.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемое излучение проходит через входную щель 1 и попадает на плоское зеркало 2, служащее для изменения длины волны. Затем излучение попадает на вогнутое сферическое зеркало 3, коллимирующее пучок и направляющее его на дифракционную решетку 4. Дифрагированный пучок зеркалом 3 (можно использовать два сферических

зеркала в качестве коллиматора и камеры схемы Эберта), фокусируется в плоскости пьезокерамического приемника 5. В зависимости от длин волн спектральных линий они регистрируются соответствующими штрихами - электродами 6. При опросе последних определяются все одновременно генерируемые линии и их длины волн (одновременность здесь Ъзначает как появление спект- ральных линий в течение одного и того же импульса излучения, так и одновременность во времени). Количество и форма штрихов-электродов 6 определи- 15 ется из условий получения необходимых информации разрешения и достоверности результатов.

Необходимым условием для достижения высокого разрешения при использо- 2д вании плоских приемников излучения является получение плоского поля. Для этого дифракционная решетка 4 в схеме Эберта устанавливается на расстоянии 0,85 f от вогнутого сферичес- 25 кого зеркала 3, а пьезокерамический приемник 5 устанавливается в мериди- анальном фокусе. При этом направление .астигматических фокалей совпадает с направлением спектральных линий. Для п обеспечения фотометрической равномерности по спектру штрихи-электр оды 6 выполняются в форме астигматических фокалей,.размер которых увеличивается к краю приемника 5 по закону

35

, XctU

1---,

где 1 - высота астигматической фокаЛИ:

xd - расстояние от центра приемника 5 до фокали (в направлении дисперсии), и) -г угол падения на вогнутое .,

сферическое зеркало 30 Так как астигматизм является наиболее существенной аберрацией в схеме Эбер.та (кома исправляется выбором углов падения на зеркало, дисторсия вносит незначительный вклад в аберра- ционное ухудшение изображения, а

50

п

5

0

,

0

сферическая аберрация в значительной степени компенсируется при установке приемника 5 в меридианальном астигматическом фокусе), то при получении плоского поля в плоскости пьезокерамического приемника 5 и выполнении штрихов-электродов 6 в форме астигматических фокалей проекций, в фокаль-. ной плоскости спектральных линий генерации в спектральной развертке от решетки излучения лазера достигается позиционная регистрация спектральной картины без фотометрических -погрешностей и потерь информации

Количество штрихов при этом может соответствовать разрешаемому интервалу, может быть больше в кратное число раз для повышения достоверности результатов, хотя в этом случае существует технологическое ограничение, связанное как с размерами пьезокера- мических пластин, так и с равномерностью нанесения электродов

Устройство позволяет производить экспесс-анализ выходного излучения импульсных COj-nasepoB в широком диапазоне мощностей с высоким быстродействием, надежностью и автоматизацией процесса измерения„

Формула изобретения

Спектрометр, содержащий оптически связанные входную щель, плоское зеркало, вогнутое сферическое зеркало, плоскую дифракционную решетку и пози- ционно-чувствительный приемник, о т- личающийся тем, что, с целью повышения производительности измерений и расширения диапазона измеряемых величин мощности светового излучения р позиционно-чувствительный приемник выполнен в виде пьезокерами- ческой пластины, снабженной на стороне, обращенной по ходу луча к плоскому зеркалу, сеткой штрихов-электродов, а на противоположной стороне - сплошным электродом, при этом размеры и форма штрихов-электродов соот- ветствуют размерам и форме монохроматических изображений входной щели в меридиональном фокусе спектрометра.

.г ft

Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения. Целью изобретения является повышение производительности измерений и расширение диапазона измеряемых величин мощности светового излучения. Излучение через входную щель, плоское и вогнутое сферические зеркала поступает на дифракционную решетку. Спектр излучения регистрируется позиционно-чувствительным приемником, выполненным в виде пьезокерамической пластины. На рабочей поверхности пластины приемника нанесена сетка штрихов-электродов. На противоположной стороне пластины нанесен сплошной электрод. Форма и размер штрихов-электродов 6 соответствует размерам и форме монохроматических изображений входной щели в меридиональном фокусе спектрометра. Устройство позволяет проводить экспреесс-анализ излучения CO₂-лазеров в широком диапазоне мощностей с высоким быстродействием и надежностью. 2 ил.

Редактор Г.Гербер

Составитель СоИванов Техред И.Ходанич

Заказ 1055

Тираж 428

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фиг.1

гк

л-д

8 8

Фиг. 2

Корректор Н.Ревская

Подписное