Бесщелевой спектрограф Советский патент 1980 года по МПК G01J3/18 

1

Изобретение относится к спектральным приборам с дифракционными решетками.

Известны бесщелевые спектрографы, содержащие фотокамеру, объектив и установленный перед ним дисперсионный элемент, в которых определение значений длин волн линий, спектра производится посредством измерения их положения относительно нулевого порядка спектра по изображению на фотопленке 1 .

Наиболее близким техническим решением к предложенному является бесщелевой спектрограф, содержащий фотографическую камеру, объектив и дифракционную решетку, установленную перед объективом 2,

К недостаткам можно отнести малую точность определения значений длин волн линий спектра и малое эффективное поле зрения спектрографа.

Цель изобретения - увеличение эффективности поля зрения спектрографа и повышение точности определения длин волн линий спектра.

Указанная цель достигается тем, что в оптическую схему спектрографа введен, по крайней мере, один оптический клин, преломляющее ребро кото

рого расположено параллельно штрихам дифракционной решетки, или оптический клин, преломляющее ребро которого перпендикулярно штрихам дифракционной

5 решетки, и, по крайней мере, один

узкополрсный интерференционный светофильтр, установленные перед дифракционной решеткой и закрывающие часть ее.

10 На фиг. 1 изображена оптическая схема спектрографа с оптическим клином; на фиг. 2 - примерный вид изображения спектра от светящегося источника, полученного на спектрографе с

15 оптическим клином; на фиг. 3 - о.птическая схема спектрографа с оптическим клином и имтерференционным фильтром; на фиг. 4 - вид А на фиг. 3. Оптический клин 1 установлен в

20 параллельном пучке световых лучей от исследуемого точечного источника перед дифракционной решеткой 2 (фиг.1). Оптический клин 1 выполняет функцию разделения светового потока, идущего

25 от источника излучения, на два потока: а - световой поток, попадающий на дифракционную решетку 2 непосредственно от источника; б - световой поток, попадающий на дифракционную

30 решетку после отклонения его оптичесКИМ клином 1. Дифракционная решетка разлагает световые потоки а и б на спектральные составляющие. Лучи, попавшие в объектив 3, фокусируются на фотопленку 4 в зависимости от их наклона к оптической оси объектива. На фотопленке создается изображение спе ра (фиг. 2). В центре кадра 5 расположен нулевой порядок б спектра от потока айв обе стороны от него - первый порядок исследуемого спектра Преломляющий угол оптического клина 1 выбран, например, так,, что на- изоб ражение исследуемого спектра 7 попадает изображение нулевого порядка 8 спектра от потока б, причем взаимное расположение нулевых порядков б и 8 определяется характеристиками оптического клина 1 и углом наклона его передней грани к оптической.оси спектрографа, совпадающей с оптической осью объектива. Взаимное располо жение нулевых порядков 6 и 8 может быть предварительно рассчитано, и определение значений длин волн линий спектра в этом случае производится относительно изображения нулевого порядка 8.В зависимости от интенсивности излучения точечного источника в бесщелевом спектрографе с целью регулирования, степени перекрытия оптическим клином 1 дифракционной решетки 2 предусмотрена подвижка оптического клина с помощью механизма 9. Таким образом осуществляется сбли жение изображений исследуемых спектральных линий 7 и нулевого порядка 8 В случае спектрографа с оптически клином и интерференционным фильтром (фиг. 3) узкополосный интерференцион ный светофильтр 10 и согласованный по размеру с ним оптический клин 1 устанавливаются друг за другом в параллельном пучке световых лучей от исследуемого точечного источника перед дифракционной решеткой 2 и делят световой поток, пришедший от источника излучения на два: а - световой поток, попадающий Ht дифракционную решетку 2 непосредственно от источника; б - световой поток, попадающий на дифракционную решетку после прохо дения через интерференционный фильтр 10 и отклонения его оптическим клином 1. Дифракционная решетка 2 разлагает световые потоки а и б на спектральны составляющие. Лучи, попавшие в объек тив 3, фокусируются им на фотопленку 4 в зависимости от их наклона к опти ческой оси объектива. На фотопленке создается изображение спектра от све тящегося источника, полученного на спектрографе с оптическим клином и интерференционным фильтром,например как показано на фиг, 4. В центре кад ра 5 располохсен нулевойпорядок 11 спектра от потока айв обе стороны от него первый порядок исследуемого спектра 12. Непосредственно под изображением нулевого порядка 11 располагается нулевой порядок 13 спектра излучения, содержащегося в потоке б, а над изображением исследуемого спектра, по меньшей мере, одна опорная линия 14, которая является изображением спектра от потока б. Преломляющий угол оптического клина 1 выбирается так, чтобы изображение спектра от потока б рарполагалось рядом с изображением исследуемого спектра или даже немного перекрывало его. Интерференционный фильтр 10 выбран так, что его полоса пропускания составляет единицы Ангстрем и расположена в зависимости от характера объекта в определенной части исследуемого спектра. Характеристики фильтра 10 известны, поэтому положение изображения опорной линии 14 на экспонированном Ксщре строго определенно. Относительно этой опорной линии производится измерение длин волн линий исследуемого спектра. В случае установки вместе с оптическим клином нескольких узкополосных интерференционных фильтров, на изображении спектра получится несколько опорных линий, относительно которых и осуществляется измерение длин волн линий исследуемого спектра 12, при этом с целью их компактной установки последние могут быть выполнены в виде покрытий, нанесенных на одну из граней оптического клина одно возле другого. В зависимости от интенсивности излучения точечного источника в бесщелевом спектрографе с целью регулирования степени перекрытия интерференционным фильтром 10 и оптическим клином 1 дифракционной решетки 2 предусмотрена подвижка первых двух элементов с помощью механизма 9. Формула изобретения 1.Бесщелевой спектрограф, включающий фотографическую камеру, объектив и дифракционную решетку, о т- . личающийся тем, что, с целью увеличения эффективности поля зрения спектрографа и повышения точности определения длин волн линий спектра, в оптическую схему спектрографа введен, по крайней мере, один оптический клин, установленный перед дифракционной решеткой и закрывающий часть ее. 2.Спектрограф по п. 1, отличающийся тем, что преломляющее ребро оптического клина расположено параллельно штрихам дифракционной решетки. J. Спектрограф по п. 1, отличающийся тем, что преломляющее ребро оптического клина расположено перпендикулярно штрихам дифракционной решетки, а перед клином помещен, по меньшей мере, один узкополосный интерференционный фильтр.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.ПеЙсахсон И.В. Оптика спектральных приборов. Л., Машиностроение, 1975, глава V, § 2.

2.Измерительный комплекс ИЗК-Ii28, Техническое описание. Л., ГОИ, 1960 (прототип).