Дифракционный монохроматор Советский патент 1990 года по МПК G01J3/18 

Изобретение относится к оптическо- му спектральному приборостроению.

{ель изобретения - уменьшение асти гматизма и снижение аббераций.

la чертеже показана оптическая монохроматора.

1онохроматор .содержит неподвижную входную 1 и выходную 2 щели, выполненные в виде кругльк диафрагм, во- гнугую дифракционную решетку 3 с перемен ibiM шагом и криволинейным штрихом (ст гматическую) и механизм 4 сканирования спектра.

toHoxpoMaTop работает следуюп№1м образом.

1злучение, вошедшее в монохрома- тор через входну1 о щель 1, падает на вог 1утую дифракционную решетку 3 под , .- углом к нормали. Дифрагированное под углом и излучение фокусируется диф )акционной решеткой 3 на щели 2. Мех шизм 4 сканирования спектра обеспечивает поворот дифракционной решетки 3 вокруг оси О, проходящей через ее вершину. Дифракционная решетка 3 выполнена с переменным расстоянием между соседними штрихами, изменяющимся по закону

С GO (1 +|Uy + у),

где GO - расстояние меяоду соседними штрихами у вершины решетки; у - координата точки на поверхности решетки в направлении, перпендикулярном штрихам; р и V - коэффигщенты неравномерности шага нарезки решетки, (выбраны из условия миниму ма меридиональной комы и расфокусировки).

Условие компенсации астигматизма записьшается следующим образом:

(Л CZ

О5

00 4 4

К

n л ft I .

гдер- j |J -у

r; r 1

расстояние от вершины решетки до входной и выходной щелей;

Х угол наклона оси качания резца, обеспечивающий искривление штрихов при нарезании решетки; R радиус кривизны решетки. Абберационные расчеты для различных областей спектра показали, что две точки компенсации астиматизма в рабочем диапазоне длин волн имеют место, если вьпюлняется условие где oi и o(.j углы падения для кра-- ев рабочего диапазона спектра, т.е. 0( (Дер « О lf x., где1|Г- угол поворота решетки, учитывад Ц/

. K /jN

2 d cos /2

док спектра, получают N arcsin СЫ Лш где С 0,9 - 1,1.

При выборе С 0,9 или С 1,1 астиг матизм компенсируется только в одной точке. Величина р и rt и коэффициенты неравномерности шага выбираются из условия минимума меридиональной комы и ф1сфокусировки, для чего решается система уравнений

arcsin

где К - поря- 2

0;

Э1

Эоо

ЭР

0;

О,

0

5

30

35

гоо %оо величины характеризующие расфокусировку и меридиональную кому,

200 Р 4- р (COS2 1 - cosc(. COS |3 ) + pR (sinoi + sin |3)j

p sinoi (p cosot- 1) cosot + + p -sinp (p cos A - 1) cos ft +

. (()2Ra (,,„, ,i,)

Расфокусировка и меридиональная кома при этом также компенсируются в двух точках спектра Сагиттальная кома при этом получается в 5 - 10 раз меньше, чем в известном монохроматоре. Формула изобретения

Дифракционньй монохроматор, содержащий оптически связанные входную щель, вогнутую дифракционную решетку, установленную с возможностью поворота, и выходную щель, отличающий- с я тем, что, с целью уменьшения ас тигматизма и снижения аберраций, угол между оптической осью, соединяющей входную щель с вогнутой дифракционной решеткой и оптической осью, соединяющей вогнутую дифракщюннзгю решетку с выходной щелью, удовлетворяет условию 5 arcsin CN Лср где С 0,9... 1,1, N - частота штрихов- решетки, Tlcp длина волны, соответствующая середине рабочего спектрального диапазона.

Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению. Целью изобретения является уменьшение астигматизма и снижение аберраций. Монохроматор имеет входную и выходную щели и вогнутую дифракционную решетку, установленную с возможностью поворота. Угол V между плечами монохроматора удовлетворяет условию V=ARCSINCNλ_ср, где C=0,9...1,1

N - частота штрихов решетки

λ_ср - длина волны, соответствующая середине рабочего спектрального диапазона. Расфокусировка и меридиальная кома при этом компенсируется в двух точках спектра. Сагиттальная кома при этом в 5-10 раз меньше, чем в прототипе. 1 ил.