Двойной монохроматор с вычитанием дисперсии Советский патент 1978 года по МПК G01J3/18 

Изобретение относится к спектральным приборам и преимущественно предназначено для имитации источников излучения в широкой области спектра. Известны двойныемонохроматоры со сложением и вычитанием дисперсии. Такие монохроматоры содержат источник налучення, входную, среднюю ( или фигурную маску) и выходную спектральные шелк, днспергнруюшие элементы, объективы и плоские зеркала |l . В качестве объективов в них используются сферические или параболические зеркала. Параболические объективы обеспечивают большую светосилу, чем офертеские, но менее технологичны в ваготовленив. Двойные монохро«у1атрры с вычитанием дисперсии в основном могут быть использованы для уменьшения количества рассеянного света, а также в качестве вариоиллюмииатора при имитации источника излучения сложного спектрального состава, Однако в этих мовохроматорах изображение входной П1ели существенным образов искажается аберрациями вдоль шели, что ведет к снижению яркости изображения и уменьшению разрешающей способности в этой плоскости затрудняет использование их для одновременной имитации нескольких источников излучения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению являются двойной монохроматор с вычитанием дисперсии, содержащей четыре вогнутых сферических зеркала, входную и выхоану1о спектральные шели, маску, устанэвланну ю в плоскости промежуточного полихроматического изображения щели, две отражательные дифракционные решетки и плticкие зеркала L2j . Этот монохроматор также не обеспечивает высокое качество в яркость иао& ражения в широком спектральном диапазоне. Целью наобретеивя явл$1ется улучшение качества изображения при расшнреиии спектрального диапазона и увеличение яркости изображения. Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве рабочие поверхности отражательных дифракционных решеток расположены концентрнчно, при этом отношение суммы абсолютных значений их радиусов кривизны к величине радиуса кривизны первого вогнутого сферического зеркала составляет от 1 до 1,О5, а второе вогнутое сферическое зеркапо выпопнено с радиусом кривизны, превосходящим по своей абсолютной величине величину радиу са кривизны первого вогнутого сферическ го зеркала в 1,С1 - 1,ОЗ раза. Маска выполнена многострочной, при атом строки маски ориентированы перпендикулярно штрихом дифракционных решеток На фиг. 1 приведена оптическая схема предлагаемого двойного монохроматора с вычитанием дисперсии; на фиг. 2 схемати чески изображена многострочная маска. Двй1ной монохромагор с вычитанием дисперсии содержит четыре вогнутых сферических зеркала 1-4, входную 5 и выхо ную 6 спектральные шели, маску 7, две отражательнью дифракционные решетки 8 .н 9, источник 1О излучения, плоские зеркала 11 и 12. Рабочие поверхности дифракпионных ре шеток 8 и 9 расположены концентрично, при этом отно1аение суммы абсолютных: значений их радиусов кривизны к величине радиуса кривизны первого по ходу лучей сферического зеркала 1 составляет от 1 до 1,О5. Второе вогнутое сферическое зеркало 2 выполнено с радиусом кривизны, превосходящим по своей абсолютной величине величину радиуса кривизны первого вогнут го сферического зеркала 1 в 1,О1-1,ОЗ раза. Абсолютные значения радиусов крй визны третьего и четвертого вогнутых сферических зеркап (3 и 4) соответственно равны абсолютным значениям радиусов кривизны второго и первого сферических зеркал 2 и 1. Центры кривизны этих зеркал сведены один с другим так, .что расстояние между ними не превышает О,ОО1 величины радиуса кривизны первог сферического зеркала. Входная 5 и выход ная 6 спектральные щели установлены на двойном фокусном расстоянии зеркал 1 и 4. Маска 7 установлена в плоскости промежуточного полихроматического изобра:жения входной шели.. Маска имеет набор прозрачных штрихов разной ширины и одинаковой высоты, которые расположены вдоль одной строки. Штрихи маски ориентированы параллельно штрихам дифракцион ных решеток. На фиг. 1 показан ход лучей в оптической схеме монохроматора. При помоши iacKH можно производить имитацию одного источника излучения в широком спектральном диапазоне, 1-1ямоне( интенсивности спектрального излучения источника 1О при переходе к источнику с заданным спектральным составом осуществляется за счет выбора различной ширины прозрачных штрихов маски. Высоты штрихов маски пропорциональны угловым размерам источника. Кроме того, при необходимости одновременной имитации нескольких источников излучения маска 7 выполнена многотрочной. Схематическое изображение многострочной маски показано на фиг, 2. Каждая строка маски имеет набор прозрачных штрихов одинаковой высоты и разной ширины. Строки маски ориентированы перпендикулярны штрихам дифракпионных решеток. Предлагаемый входной монохроматор с вычитанием дисперсии позволяет производить имитацию источников излучения сложного спектрального состава в широкой области спектра, обеспечивая при этом высокое качество изображения в направлении дисперсии. Кроме того, за счет уменьшения астигматизма увеличена яркость спектрального изображения, а также повышена разрешающая способность в сагги- тапьной плоскости. Повышение разрешающей способности в этой плоскости при ввёдении в схему многострочной маски позволяет одновременно имитировать несколько источников, излучения. Спектральный, диапазон, в котором производится имитация источников излучения, расширен в 4-5 раз ,ю сравнению с известной схемой при снижении величины аберраций в сагиттальной плоскости дифракционного кружка. Формула изобретения 1. Двойной монохроматор с вычитанием дисперсии, содержащей четыре вогнутых сферических зеркала, входную и выходную спектральные щели, маску, установленную в плоскости промежуточного полихроматического изображения щели, две отражательные дифракционные решетчси и плоские зеркала, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества изображения при расширении спектрального диапазона и увеличения яркости изображения, рабочие поверхности отражательных дифракционных решетсж расположены концентрично, при этом отношение суммы абсолютных значений их радиусов кривизны к величине радиуса кривизны первого вогнутого

сферического зеркала составляет от 1 до 1,О5, а второе вогнутое сферическое зеркало выполнено с радиусом кривизны, превосходящим по своей абсолютной величине величину радиуса кривизны первого вогнутого сферического зеркала в 1,О1-( 1,ОЗ раза.

2. Устройство по п. 1,о т л и ч а е е с я тем, что маскавыполнена .

гострочной, при этом строки маски ориенгтированы перпендикулярно штрихам решеток.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1,Топорец А. С. Монохроматоры ГИТТЛ, 1955, с. 218.

2.Авторское свидетепьство СССР, 107669, кл. Q О1 J 73/14, 1956.

IIIIIIIIIIIIIIIIIIIII

ипнппм nil I им

ИМ MIIIIIIIIIM I I I