Микроспектрофотометр Советский патент 1979 года по МПК G01J3/42 

(54) МИКРОСППКТРОФОТОМЕТР

Изобретение относится к оптическому приборостроениЕо, в частности к микроспе ;грофотометрам. предназначенным для регистрации спектров поглощения, отражения микрообъектов, изучаемых в физике твердого тела, минералогии, материаловедении.

Известные двухлучевые микрос:1ектрофотометры предназначены -для выполнения одного, вида работ - записи только спектров поглощения или только спектров отражения 1.

Наиболее близким техническим решением к предла.11аемому изобретению являете;. микроспектрофотометр, содержащий источник излучения, монохроматор, оптический пе-реключатель луча для направления светового пучка попеременно в измеригельный и референтный каналы, опак-кллюминатор с полупрозрачным осесимметричпым светоделителем, микрообъективом и ав1орефлектором, систему наблюдения, фотоприемник я регистрирующее устройство 12.

К недоста--кам этого прибора следует отнести большие затраты времени и незь-г.окую точность комплексного фотометрического анализа микрообъектов, что связано с невоз2

мощностью ,;егистрании спекгров гюг.тощеiiHH и отра/ке1;ия без смятия .

Цс/;ыс1 зобретсН; 1 язляется сокра1ление

1зрел;е; и i; позы .:о:че то-ност; комплексного

фо о ;етри,.чсск;)о . «и.коозбъектов путем аЕтоматичйС1чс-и регистрации сг1ектрон

пиг.ло1лен;1я ; и о;.-кем и и без об азЦель

тиг еил ,-;. го ;ncA.zirj:eN;b 4 микрос ектрофот 1-«ет-р содср/кит дополн телькыч фото 1р;иг кич, ььи-ичючатель полупрозрачного светоделил ля, выключающийся двусторонний зеркалььь;;; отражатель, уставовлень:-;й ; 0 ;::ч-1--;Л:0;/;Ии: торе, перекрывающий часть зосчка л; 1Крсм)6ъск ива и общий дгя из: ;ерите,1г-;о;о и референтного кас налов, а между Г с :кл 04ателе луча ti опакнллюл;и1 ат: рол1 р;..;..о, о:1тическая систе:.;а для conpioKC ---.; плоскосте; nepei,iio43 е.-я .л- нг- ;f из:- .:;;я микпооб ьеьтшз). содеру-;ачлйя дгу- ;:,,;-:-с ч вогнутое зеркала с (:б|1;ей ось;о сИл.. аорпекдмку.тярной

октичс:ч(:;. GCK : :i-; ..,:;MKiUiVopii, ч выполне : :Л возмо {:ост::1о л светового пучка,

Ка Ч:-;;с)р :ii:o,:; i-:en:i 11|1инц;и1иа.1ьная схема 1редлож :i-;;-:ic .ик;)спекг110|Ьогпметpa, в котором монохроматор 1, установленный за источником излучения 2, имеет выходную щель, выполненную в виде регулируемой диафрагмы 3, обращенной в сторону опак-иллюминатора. Опак-иллюминатор содержит измерительный микрообъектив 4 и объектив 5 авторефлектора, оси которых взаимно ортогональны; плоское зеркало 6 установленное за объективом 5; тубусные линзы 7 и 8, помещенные соответственно на входе и выходе лучей из опак-иллюминатора, а также установленные с возможностью переключения зеркальная призма-куб 9, перекрывающая часть зрачка 10 микрообъектива 4, и полупрозрачная призма-куб 11 с осесимметричным расположением. Между диафрагмой 3 и опак-иллюминатором в плоскости изображения микрообъектива 4 размещен коллектив 12, а в плоскости, сопряженной со зрачком 10, установлены линза 13, регулируемая ди.афрагма 14 и вибрирующая бипризма 15 переключателя луча. Между бипризмой и коллективом 12 расположена выключающая оптическая система, состоящая из двух зеркал - двугранного 16 и вогнутого 17, имеющих общую ось симметрии, перпендикулярную оптической оси опак-иллюминатора; причем плоскость зеркала 17 сопряжена с плоскостью диафрагмы 3.

Над опак-иллюминатором расположен фотоприемник 18 и выключающаяся окулярная насадка 19. За измерительным микрообъективом 4 расположен изучаемый образец 20, а также конденсатор 21 и фотоприемник 22. Фотоприемники 18 и 22 связаны с общим блокам регистрации 23.

В режиме регистрации спектров отражения- схема работает следующим образом.

Световой пучок от источника 2 после монохроматора 1 и диафрагмы 3 с помощью элементов 13, 15, 16, 17 и 12 (бипризма 15 занимает нижнее положение) направляется в опак-иллюминатор, где после линзы 7 призма-куб 9 отклоняет его в сторону микрообъектива 4. При этом зеркало 17 изображает диафрагму 14 в плоскость изобра жения микрообъектива 4, где установлен коллектив 12, а линза 13 создает изображение диафрагмы 3 в плоскости зеркала 17, сопряженной со зрачком 10 объектива. В результате диафрагма 14 изображается в плоскость образца 20, определяя размер фотометрируемого участка, а диафрагма 3 проектируется в плоскость зрачка 10, ограничивая апертуру падающего пучка. Кубпризма 9 перекрывает половину зрачка, а через свободную его часть выходит пучок, отраженный от образца 20. Этот пучок с помощью тубусной линзы 8 направляется на фотоприемник 18.

Канал сравнения образуют второй объектив 5 и зеркало 6, куда свет попадает при смещении бипризмы 15 в верхнее положение. Референтный пучок, выходящий из азторефлектора, также отражается от зеркальной поверхности куб-призмы 9, но с другой ее стороны и направляется на тот же фо чоприемник 18. При вибрации бипризмы пучок попеременно попадает в оба канала и с помощью приемника фото J8 преобразуется в электрические сигналы. Их отношение регистрируется блоком 23.

Объектив 5 авторефлектора выбирают идентичным измерительному микрообъективу 4, а в качестве элемента 6 применяют F eселективно отражающее зеркале. То;да равенство характеристик обоих каналов, обеспечиваемое общим для них отражате.лем 9, открывает возможность регистрации неискаженных спектров отражения образца.

Для работы в режиме регистрации спектров поглощения вместо куб-призмы .) вводится полупрозрачная приз.ма 11 с осевым расположением, а система 16-17 выводится из хода лучей. Тогда диафрагма 3 начк0 нает играть роль фотометрической диао -аг: мы, изображение которой поперемедно образуется в двух точках поля зрения, а ..:гафрагма 14, сопряженная со зрауком 10, начинает выполнять функцию апертурнок ди.афрагмы. Измерительный и референтный пучки, прощедщие соответственно через образец и свободное место препарата, конденсором 21 направляются на фотоприемник 22, сигналы которого регистрируются тем же блоком 23. Авторефлектор в этом случае

0 служит для точной ориентации образца относительно световых зондов.

Для рассматривания образца в проходящем и отраженном свете служат выключающиеся окуларная насадка 19 и дополнительные осветители (на чертеже не показаны).

Предложенный микроспектрофотометр в отличие от прототипа позволяет регистрировать как спектры поглощения так и спектры отражения образцов, а потому способен заменить два прибора узкого назначения. Возможность легкого перехода от одного режима работы к другому без снятия образца, а также возможность регистрации обоих спектров на одном бланке самописца ускоряет процесс анализа и увеличивает точность измерений.

Формула изобретения

Микроспектрефотометр, содержащий источник излечения, монохроматор, оптический переключатель луча для направления светового пучка попеременно в измерительный и референтный каналы, опак-иллюминатор с полупрозрачным осесимметричным светоделителем, микрообъективом и авторефлектором, систему наблюдения, фотоприемник и регистрирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени и повышения точности комплексного фотометрического анализа микрообъектов путем автоматической регистрации спектров поглощения и отражения без снятия образца, он содержит дополнительный фотоприемник, выключатель полупрозрачного светоделителя, выключающийся двусторонний зеркальный отражатель, установленный в опакиллюминаторе, перекрывающий часть.зрачка микрообъектива и общий для измерительного и референтного каналов, а между переключателем луча и опак-иллюминаторо.м

расположена оптическая система, содержащая двугранное и вогнутое зеркала с общей осью симметрии, перпендикулярной оптической оси опак-иллюминатора, и выполненная с возможностью вывода из светового пучка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Агроскин Л. С. и др. Регистрирующие спектрофотометры, Оптике-механическая промыщленностьЧ № 1, 1972-, с. 32.