Двухлучевой фурье-спектрометр Советский патент 1977 года по МПК G01B9/02 G01J3/26 

1

Изобретение СУГНОСИТСЯ к оптико-ингер« ференционным спектральным устройствам и может быть использовано в спектромет рических исследованиях в различных областях спектра.

Известны двухлучевые интерферометры, применяемые для анализа спектрального состава электромагнитного излучения, в которых с помощью светоделительного эл&™ мента осуществляется амплитудное деление исследуемого пучка на когерентные составляющие с последующей рекомбинадией их и регистрации изменений результирующей интерференционной картины при изменениях разности хода интерференционных пучков 1

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является двухлучевой интерферометр, выполненный по автоколл№ мационной схеме, включающий зеркало н светоделительный элемент 2.

Однако он имеет низкую разрешающую способность и большие габариты. Это обуоловлено тем, что формирование пучков кэпучения с заданными, геометрическими х рактеристиками, определяемыми условиями

получения требуемых значений светосклы и разрешающей способности обычно гс:гщбст вляется с помощью вспомогательнь;х сЬокусв рующих (зеркальных или линзовых.) опгич8с| ких систем, что усложняет конструкцию вносит дополнительные потери и снижает эффективность спектрометра.

Целью изобретения является увеличение разрешающей способности а уменьшение габаритов спектрометра.

Достигается это тем, что двухлицевой Фурье-спектрометр дополнительно содерж1тг два одинаковых обращенных друг к соосных неподвияшы с фокускрующня зерка- ла с концентрическими отверстиями Б дент ре, двухстороннее кольцевое плоское зерка ло, снабженное средством перемещения доль оптической оси, светоделительный элемент, размещенный в центральной части плоского зеркала и установленный симметрично от носительно разнесенных фокусов фокусирую ишх зеркал, при этом оптические оси всех элементов устройства совмещены.

На чертеже показана оптическая схема я ход лучей в интерферометре.

Интерферометр состоит из двух одинаковых обращенных друг к другу соосных фокусирующих (сферических или параболических) зеркал 1 и 2 с концентрическими отверсги№ ми в центре и с фокусами, расположенными, соответсвенно, в точках О и О на оси интерферометра, из подвижного кольцевого плоского зеркала 3, обе поверхности которого явллются отражающими, из светоделительиого элемента 4, установленного на

оси на одинаковом расстоянии от точек Oj и О. Исследуемый источник излучения {или его изображение) находится в точке Oj, а приемник помещается в точке Og, Расстояние между зеркалами 1 и 2 меньше их ра- диуса кривизны, а светоделительный элемент (измещен симметрично относительно их раэносенных фокусов.

Устройство работает следующим образом. Г асходяшийся пучок излучения точечного . источника, находящегося в точке О, падает на светоделительный элемент 4, где расщеп ляется на два когерентных пучка: один, проходящий в сторону зеркала 1, и второй, . отраже1шый в сторону зеркала 2, С помощью зеркал 1 и 2 эти пучки превращаются в плоско-параллельные и направляются на подвижное плоское кольцевое зеркало 3, обе стороны которого явл$потся отражающими. Отраженные от зеркала 3 пучки вновь преобразуются зеркалами 1 и 2 в сходящиеся, и далее, соотвественно, отразившись и npoftf дя через светоделительный элемент 4, вновь фокусируются в точке О|, а также в точке Oj, где наблюдается и регистрируется ре зультирующая картина интерференции.

При плоско-параллельном п емешении зеркала 3 вдоль оси интерферометра изме няется-разность хода интерферирующих пучков, что приводит к изменениям картины интерференции, регистрируемой в точке О. При этом перемещение зеркала 3 на величину д вызывает измен 1ие оптической разности хода пучков на величину 4 Л.

Использование в качестве элементов ИНТе}эферометра фокусирующих зеркал i и 2 и двустороннего кольцевого плоского 3ej кала 3 позволяет упростить схему интерферометра по сравнению с известными и су щественно уменьщить поперечные размеры его светоделительиого элемента, что облерчает качественное изготовление и оптимизацию характеристик последнего.

Схема интерферометра обеспечивает также получение больших значений разности хода интерферирующих пучков при небольщих перемещениях подвижного отражателя интерферометра.

Такое выполнение делает двухлучевой Фурье-спектрометр компактным, с большим спектральным разрешением.

Формула и хз обретения

Двухлучевой Фурье- ;пектрометр, выполненный по автоколлимационной схеме, включающий зеркала и светоделительный элемент .отличающийся тем, что, с цельк увеличения разрешающей способности и уменьщения габаритов, он содержит два одинаковых обращенных друг к другу соосных неподвижных фокусирующих зеркала с концентрическими отверстиями в центре, двухйтороннее кольцевое плоское зеркало, сна средством перемещения вдоль оптической оси, светоделительный элемент, размещенный в центральной части плоского зеркала и установленный симметрично относительно разнесенных фокусов фокусирующих зеркал, при этом оптические оси всех элементов устройства совмещены.

Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе:

l.Optik , т, 38, № 3, р. 298-310.

2. Белл Р. Дж. Введение в Фурье-спектроскопию. М.,Мир, 1975, с. ЗО.