Скоростной спектрометр с градуировочнойСиСТЕМОй Советский патент 1981 года по МПК G01J3/12 

1

Изобретение относится к Технической физике и может быть использовано при быстрой регистрации оптических спектров.

Известны скоростные спектрометры 1, в которых градуировочные системы позволяют получить данные о длинах волн в измеряемом спектре по впечатываемому спектру.

Наиболее близким техническим решением является скоростной спектрометр с градуировочной системой 2, содержащий входную щель, коллиматор, диспергирующий элемент, плоское сканирующее зеркало, выходную щель, приемник радиации, регистратор, градуировочное устройство со сканирующим зеркалом, жестко связанным со сканирующим зеркалом спектрометра, включающее лампу накаливания с тонкой нитью, которая проектируется иа маску в виде щтрихов, параллельных изображению нити.

За маской установлен приемник радиадии, сигналы с которого серией импульсов в виде гребенки поступают на второй канал осциллографа и по гребенке, которая сама градуируется по известному спектру, определяют длины воли в спектре. Точность градуировки спектрометра с градуировочной системой, имеющей одинаковый с исследуемым спектром угол развертки луча, выражается величиной спектрального интервала 6А,, соответствующего одному делению градуировочиой шкалы, т. е. может быть выражена формулой

г.-,

/г

где ДХ - весь спектральный диапазон исследуемого спектра, охватываемый градуировочной шкалой за одно сканирование; п - число штрихов градуировочной

шкалы.

К недостаткам устройства можно отнести низкую точность градуировки по длинам воли.

Целью изобретения является повышение точности градуировки по длинам волн.

Эта цель достигается благодаря тому, что в известном скоростном спектрометре с градуировочной системой, содержащей входную щель, коллиматор, диспергирующий элемент, фокусирующий объектив, плоское сканирующее зеркало, выходную щель, приемник радиации, быстродействующий двухканальный регистратор и устройство для градуировки, против сканирующего зеркала градуировочной системы установлено неподвижное плоское зеркало так, что оптический пучок, идущий от градуировочного

источника, многократно отражается от сканирующего и неподвижного зеркал.

На чертеже изображена схема скоростного спектрометра с градуировочной системой.

Спектрометр с входной щелью 1 содержит установленный за ней коллиматор 2, диспергирующий элемент 3, установленный за коллиматором, плоское сканирующее зеркало 4, фокусирующий объектив 5, за которым расположена выходная щель 6, фотоэлектрический приемник 7 и быстродействующий двухканальный регистратор 8. Градуировочная система скоростного спектрометра состоит из источника излучения 9, конденсора 10, щелевой диафрагмы И, проекционного объектива 12, плоского сканирующего зеркала 13, жестко связанного со сканирующим зеркалом 4 спектрометра, плоского неподвижиого зеркала 14, расположенного против cкaниp yющeгo зеркала 13, коллектора 15, маски 16, состоящей из ряда прозрачных щелей, параллельных щелевой диафрагме И, приемника радиации 17, подключенного ко второму каналу быстродействующего двухканального регистратора 8.

Спектрометр работает следующим образом.

Оптическая система, состоящая из щели 1, коллиматора 2, диспергирующего элемента 3, сканирующего зеркала 4 и фокусирующего объектива 5, формирует изображение в плоскости выходной щели 6. При колебании (или вращении) зеркала 4 изображение спектра сканируется ио выходной щели 6, оптический сигнал приемииком 7 преобразуется в электрический и поступает на один из входов быстродействующего двухканального регистратора 8. Синхронно со сканированием спектра сканируется изображеиие щели 11 по маске 16. Это происходит следующим образом. Источник 9 с помощью конденсора 10 заполняет щелевую диафрагму 11, которая проекционным объективом 12 и коллектором 15 изображается в плоскости маски 16, предварительно многократно отразивщись от сканирующего зеркала 13 и неподвижного зеркала 14.

При повороте жестко связанных между собой сканирующих зеркал 4 и 13 на некоторый угол а, соответствующий заданному

спектральному диапазону АЯ, пучок, несущий изображение спектра, повернется на угол 2а и даст на регистраторе протяженность, эквивалентную спектральному диапазону ДХ. Пучок, несущий изображение градуировочного имнульса, одновременно повернется на угол К-2ос., где К. - число отражений градуировочного пучка от сканирующего зеркала.

0 Линейная протяженность градуировочной щкалы, зафиксированная иа втором кана ле регистратора и соответствующая спектральному диапазону Ау, содержит К-п градуировочных отметок. Следовательно, гра5 дуировочиой щкале в п щтрихов соответствует меньщий спектральный диапазон, равДл„

ныи --, т. е. для предлагаемой градуиА

ровочной системы формула, определяющая 0 точность градуировки, имеет вид

, К-п

откуда следует, что при всех одинаковых с - прототипом конструктивных параметрах системы точность градуировки увеличивается в К. раз.

Формула изобретения

Скоростной спектрометр с градуировочной системой, содержащий по направлению распространения луча входную щель, коллиматор, диспергирующий элемент, фокусирующий объектив, плоское сканирующее

5 зеркало, выходную щель, приемник радиации, быстродействующий двухканальный регистратор и устройство для градуировки, включающее в сеоя плоское сканирующее градуировочное зеркало, жестко связанное

Q со сканирующим зеркалом спектрометра, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности градуировки по длинам воли, против сканирующего градуировочного зеркала установлено плоское неподвижное зеркало.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Дмитриевский О. Д. и др. УФН, Скоростная спектрометрия, 1958, 64, № 3,

с. 447.

2. Патент США № 2723589, кл: 356-83, опублик. 15.11.55 (прототип).