Диспергирующее устройство Советский патент 1974 года по МПК G02B5/09 

1

Изобретение относится к спектроскопии и может быть использовано при разработке различного рода спектральных приборов.

Известно диспергирующее устройство по авт. св. № 419831, изготовленное из анизотропного материала и содержапдее по меньшей мере одну отражаюш;ую грань, перпендикулярную одной из плоскостей симметрии эллипсоида показателей преломления материала, из которого выполнено устройство.

Однако в известном устройстве величина дисперсии ограниченная, для ее увеличения приходится применять последовательно несколько призм, что вызывает увеличение потерь излучения на отражение и усложнение технологии сборки и юстировки системы.

Цель изобретения - увеличить дисперсию света.

Это достигается тем, что диспергирующее устройство выполнено из анизотропного монокристалла в виде прямой многогранной призмы, имеющей две преломляющие и четыре отражающие грани, причем сечение призмы главной плоскостью кристалла имеет форму выпуклого щестиугольника, а противолежащие преломляющим граням верщины многоугольника, образованные проекциями граией полного внутреннего отражения на эту же плоскость, смещены относительно нормалей к

серединам проекций преломляющих граней на ту же плоскость.

На чертеже изображен одии из вариантов предлагаемого устройства в сечении главной плоскостью кристалла.

Диспергирующее устройство представляет собой прямую многогранную призму, образованную гранями 1-6. Грани 1,5 - преломляющие, грани 2, 3, 4, 6 - грани полного внутреннего отражения.

Призма может быть изготовлена как из одноосных (например исландский шпат), так и двуосных (например HJOs) монокристаллов.

В обоих случаях плоскость падения излучения на призму совпадает с одной из главных плоскостей кристалла.

В сечении главной плоскости кристалла (совпадающей с плоскостью чертежа) призма

имеет форму выпуклого шестигранника. Противолежащие граням 1,5 ребра, образованные при пересечении отражающих граней 3,4 и 2,3 соответственно, сдвинуты относительно середин преломляющих граней 1,5. Нормали

ко всем граням лежат в главной плоскости кристалла (плоскость чертежа).

При использовании одноосных кристаллов оптическая ось, а при использовании двуосных кристаллов - одна из двух главных осей

эллипсоида показателей преломления ориентирована относительно граней призмы произвольным образом.

При работе устройства нормально к его входной грани I падает поляризованное излучение с шириной спектра Ль Я,2, A,. При отражении от грани 4 излучение испытывает угловую дисперсию вследствие зависимости угла отражения необыкновенного луча от угла падения. Затем излучение последовательно отражается от грани 3,2 и 6, вновь падает на грань 4 и, испытав в общем случае k отражений, выходит из устройства через преломляющую грань 5. При каждом отражении излучение испытывает дисперсию, при этом благодаря выбранной конфигурации призмы общая дисперсия, возникающая на отражающих гранях, равна сумме дисперсий при каждОхМ отражении и может быть рассчитана по формуле

( iv. ctgifHl+ctgb) Ll («g+ Jctg-b)

1 ДЯр1 1л

л, okщ аХ

де k - общее число отражений;

268 - общее отклонение излучения после

k отражений от направления входящего излучения; YS - угол между одной из главных осей эллипсоида показателей преломления кристалла и нормалью к отражающей грани;

k - угол падения излучения на отражающую грань;

П - угол отражения излучения на отражающей грани;

«о; fii - главные показатели преломления кристалла.

В частности, для изображенного на чертеже варианта, когда противолежащие отражающие грани (2,4 и 3,6) попарно параллельны и углы при верщинах, противолежащих граням 1 и 5, определяются из условий

S, arctg ,(2)

«о (Л)

о (i)

S,1 arctg

(3) ni (X,)

общая суммарная дисперсия отражений равна

«в А яр (l) / 1 g/JQ

,Щ (X,) V По о

а

-1

В этом случае излучение длины волны li выйдет нормально к преломляющей грани 5, а излучение длины волны 2 отклонится на вычисленный по формуле (4) угол.

Предлагаемое устройство обладает значительно больщей дисперсией по сравнению с известным устройством, поскольку в нем за счет выбора соответствующих размеров граней и их взаимной ориентации может быть

обеспечено теоретически любое количество отражений излучения, т. е. любая заданная величина дисперсии.

Предмет изобретения

Диспергирующее устройство по авт. св. № 419831, отличающееся тем, что, с

целью увеличения дисперсии света, оно выполнено в виде прямой многогранной призмы с двумя несмежными преломляющими гранями, сечение которой главной плоскостью кристалла имеет форму выпуклого щестиугольника, причем противолежащие преломляющим граням верщины щестиугольника лежат внутри угла, образованного нормалями к преломляющим граням, проведенными через их середины.