Способ регистрации спектрального сигнала в растровом спектрометре Советский патент 1991 года по МПК G01J3/12 

Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На чертеже представлена оптическая схема спектрометра для реализации предлагаемого способа.

Спектрометр содержит монохроматор, включающий входной растр 1, коллиматор- но-фокусирующий объектив 2, диспергирующую систему в виде дифракционной решетки J, выходной растр 4 и приемно-ре- гистрирующую систему из приемника 5 излучения, усилителя 6 и записывающего устройства 7. Растры 1 и 4 состоят из чередующихся прозрачных и непрозрачных элементов. Объектив 2 установлен с возможностью колебательного движения относительно горизонтальной оси, а решетка 3 - с возможностью разворота вокруг вертикальной оси.

Способ реализуется следующим образом.

Излучение от исследуемого объекта направляется в монохроматор и пройдя входной растр 1 и объектив 2, разлагается в спектр дифракционной решеткой 3. Разложенное в спектр излучение объективом 2 фокусируется в плоскости выходного растра 4, Сканирование спектра осуществляется поворотом решетки 3. Для выделения спектрального интервала объектив 2 совершает колебательное движение относительно горизонтальной оси, осуществляя селективную модуляцию светового потока на выходном растре. В один полупериод модуляции через выходной растр проходит световой поток Fn от исследуемого источника

О СО

О

о

JSk

вместе с фоновым излучением РФ прибора, а в другой полупериод- поток FP, обусловлен- ный собственным излучением непрозрачных элементов входного растра, находящегося в световом пучке, вместе с тем же фоновым излучением прибора. При- емно-регистрирующая система, настроенная на частоту модуляции, регистрирует разностный сигнал

Fs - (Fn + Рф) - ( Рр + Рф) - Р„ - Fp . (1) Зная излучательную способность растра, можно однозначно определить искомый поток Fn : Fn R, + Fp. В свою очередь, поток Fp не составляет труда определить по законам излучения нагретых тел, контролируя стандартными известными средствами температуру растра 1.

В предлагаемом способе световые пучки от исследуемого объекта и входного растра 1 проходят прибор по одному и тому же оптическому пути, поэтому соответствующие им фоновые составляющие строго одинаковы, АРф 0 и равенство (1) выполняется точно. В результате повышается точность измерений за счет исключения ошибки вида Дрф/(). Кроме того, отсутствие дополнительного оптического канала упрощает конструкцию прибора.

Формула изобретения Способ регистрации спектрального сигнала в растровом спектрометре, включающий измерение в один полупериод растровой селективной модуляции суммарного сигнала, состоящего из светового потока Fn исследуемого излучения на длине волны настоойки спектрометра и светового потока РФ фонового излучения от соседних длин волн, а в другой полупериод - растровой селективной модуляции суммарного сигнала, состоящего из светового потока Рр от

непрозрачных элементов входного растра на длине волны настройки спектрометра и светового потока РФ фонового излучения от соседних волн, и регистрацию разностного сигнала за оба полупериода растровой селективной модуляции, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, измеряют температуру входного растра спектрометра, рассчитывают световой поток Рр от непрозрачных элементов входного растра на длине волны настройки спектрометра по закону излучения нагретых тел для измеренной температуры входного растра и определяют световой поток Рп исследуемого излучения на длине волны

настройки спектрометра путем суммирования разностного сигнала за оба полупериода растровой селективной модуляции с рассчитанным световым потоком Fp от непрозрачных элементов

входного растра на длине настройки спектрометра.

Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению Целью изобретения является повышение точности измерений. В один полупериод растровой селективной модуляции измеряют световой поток на длине волны настройки и световой поток фонового излучения, в другой полупериод - световой поток от непрозрачных элементов входного растра и световой поток фонового излучения. Для определения светового потока на длине настройки измеряют температуру входного растра, определяют по закону излучения нагретых тел световой поток от непрозрачных элементов входного растра на длине волны настройки и суммируют этот световой поток с разностным световым потоком от двух полупериодов растровой селективной модуляции. Отсутствие дополнительного оптического канала упрощает конструкцию. 1 ил. ё