Устройство для градуировки спектрофотометров по длинам волн Советский патент 1990 года по МПК G01N21/01 

Изобретение относится к области спектрометрии и может быть использовано для повышения точности спект- ральшк приборов, а также в метрологии.- для градуировки и поверки спектрометров и спектрофотометров по длинам волн (волновым числам),

изобретения - повышение точности градуировки спектрофотометров по длинам волн путем уменьшения степени пространственной когерентности и селекции мод излучения лазера, используемого в качестве репера в граду ровочной шкале, а также повышение надежности устройства.

На фиг. 1 и 2 схематически изображено устройство с незаполненным и заполненным отражателями соответственно, на фиг, 3 - функг.щональная схема спектрофотометра.

Устройство содержит лазер t, длина волны излуче1шя которого лежит в рабочем диапазоне поверяемого спектрофотометра, и эталон Фабри-Пег ро, образованный двумя зеркалами 2 и 3, выполненными в окнах сферического отражателя 4. Выбором расстояния между зеркалами 2 и 3 осуществляется селекция мод лазера 1,

Внутренний объем сферического отражателя 4 вакуумирован, а ее внутренняя поверхность имеет диффузно отражающее покрытие 5, Для ввода лазерного излучения внутрь отражателя 4 в ней имеется окно 6, изготовленное из материала, прозрачного для излучеоо

00

ел

о ьо

ния лазера 1. Сферический отражатель 7 изготовлен из материала, прозрачного в рабочем диапазоне градуируемого прибора. Поверхность шара 7 покрыта диффузно отражающим слоем 8, например, окисью магния. На противоположных сторонах шара 7 имеются две параллельные плоскости, представляющие собой зеркала 9 и 10 эталона Фабри-Перо. На сферической поверхности шара 7 имеется окно 10 для ввода внутрь него излучения лазера 11. Окно 10 может быть плоским (фиг.2) или сферическим. В последнем случае это просто полированный и свободный , от диффузного слоя участок поверхности шара. Зеркала эталона Фабри-Перс могут иметь полупрозрачное отражающее покрытие, увеличивающее контраст интерференционной картины.

Работа устройства иллюстрируется схемой, приведенной на фиг. 3. Блок- схема типичного спектрофотометра имеет осветительную часть 12 с источником 13 (глобаром), кюветное отделение 14, монохроматор 15 и при- емно-регистрирующую систему 16. Эталон Фабри-Перо 17, выполненный на сферической оболочке или на шаре 7, установлен в измерительном тракте кюветного отделения 14 так, что оптические оси эталона Фабри-Перо и измерительного пучка совпадают, при этом свет от глобара 13 равномерно освещает входное зеркало эталона Фабри-Перо. Одновременно излучение лазера 18 через входное окно шара направляется внутрь него и в результате многократного отражения от диффузного слоя, покрьшающего поверхность шара, ослабленным также попадает на внутренние поверхности зеркал эталона Фабри-Перо. Вследствие снижения пространственной когерентности лазерного излучения, отраженные от зеркал эталона Фабри-Перо лазерные лучи слабо взаимодействуют между собой, что уменьшает интерференционные явления и позволяет получить на регистрограмме максимум контура излучения лазера более узким, а его положение на градуировоч- ной шкале более четким и стабильным. В результате при прохождении света через эталон Фабри-Перо от глобара 13 образуется интерференционная картина, в которую вписан контур излучения лазера 18. При сканировании

1608502

0

5

спектра монохрома тор ом 1.5 приемно- регистрирующая система 16 спектрофотометра регистрирует систему максимумов и минимумов, при этом расстояние- между интерференционными максимумами по шкале волновых чисел со- ставляет 1/2d, где d - известное расстояние между зеркалами эталона Фабри-Перо. Одновременно приемно- регистрирующая система 16 регистрирует ослабленное и селектированное по модовому составу излучение лазера 18, введенное в полость шара, результатом чего является образование гра- дуировочной шкалы, действительные значения волновых чисел . которой рассчитьшаются по формуле

+ 6

2d

(1)

5

0

5

где VQ п

Еволновое число репера, см , порядок интерференции в центре интерференционной картины ,

дробное значение порядка интерференции в выбранном направлении по градуировоч- ной шкале, считая от репера, d - расстояние между внутренними поверхностями зеркал эталона Фабри-Перо. При использовании в поверке сцект- рофотометра конструкции устройства по фиг. 2 учитывается дисперсия показателя преломления материала, из которого изготовлен шар, т.е.

5

0

5

(2)

л п + S о i ) 0 где nQ) - дисперсия показателя преломления материала шара. По результатам сравнения значений волновых чисел , рассчитанных по формулам (1) и (2) и зарегистрированных приемно-регистрирующей системой 16 спектрофотометра Vpo , получают ряд значений А Г

.-5,(3)

используемых для построения градуи- ровочного графика Л-) f(-) к шкале волновых чисел спектрофотометра.

Оценка погрешности градуировки спектрофотометра по волновым числам UN с помощью устройства на основе обработки ряда многократных наблюдений позволила сделать вывод, что она не превьшиет для значений 1/2 d 0,1 см. Погрешность воспро/ 4

X

ч

фиг.

П 7J 7 77 / ./ //

15

16

Изобретение относится к спектрометрии и может быть использовано для повышения точности спектральных приборов, а также в метрологии - для градуировки и поверки спектрометров и спектрофотометров по длинам волн. Цель изобретения - повышение точности. Устройство включает лазер и эталон Фабри-Перо. Эталон Фабри-Перо выполнен на сферическом отражателе с диффузно отражающим покрытием, имеющим окно для ввода внутрь него лазерного излучения. Диффузный отражатель может быть выполнен из цельного материала, оптические характеристики которого совпадают с оптическими характеристиками материала окон. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фцг.д