Спектрометр Советский патент 1981 года по МПК G01J3/12 

Изобретение относится к спегктреш ному приборостроению. Известны спектрометры с интерференционной селективной аилплйтудной модуляцией Наиболее близким по технической сущности является спектрометр с интерференционной селективной модуляцией с обратнокруговым ходом лучей, содержащий светоделитель, две дифракционные решетки, зеркало, в кото ром оба интерферирующих пучка прохо дят одни и те же элементы оптической схемы в противоположных направлениях, в результате чего интерфе:ре ционная картина отличается повышенной стабильностью и падение амплиту ды модуляции из-за случайных разъюс тировок элементов оптической схемы не происходит Г21. К недостаткам можно отнести иска жение аппаратной функции прибора и неполного использования разрешакяцей силы дифракционных решеток. Цель изобретения - получение в спектрометре с интерференционной се лективной амплитудой модуляцией воз можности записи сплошного спектра, а также возможность применения широ кополосного приемо-регистрирующего тракта, при полном использовании разрешающей силы дифракционных решеток без фазовых искажений аппаратной функции. Для достижения указанной цели в спектрометре., содержащем по круговому ходу луча светоделитель, две дифракционные решетки, зеркало, модулятор и компенсатор, зеркало выполнено в виде двугранного отражателя, отражающие грани которого составляют между собой угол 90°, установленного симметрично сечению падаклцего пучка, ребром в плоскости, перпендикулярной штрихам дифракционных решеток, а модулятор с компенсатором, занимающий каждый половину общего сечения пучка лучей, установлены линией раздела в плоскости перпендикулярной штрихам дифракционных решеток, причем модулятор выполнен с возможностью поворота вокруг оси, параллельной штрихам дифракционных решеток. На фиг. 1 представлена оптическая схема предлагаемого спектрометра; на фиг. 2 - схема работы модулятора компенсатора и двугран1 ого отражателя; на фиг. 3 - взаимное расположение интерферирукхцих фронтов верхней и нижней половин выходящего пучка.

Спектрометр содержит полупрозрачную плоскопараллельную пластину-светоделитель 1, дифракционные решетки 2 и 3, двугранный отражатель 4, составляющие круговой контур и осуществляющие принцип селективной интерференции, плоскопараллельную пластин/ку-модулятор 5, изменяющую разность хода и плоскопараллельную пластинкукомпенсатор 6, компенсирующую разность хода.

Спектрометр работает следующим образом.

Пучок параллельного света делится светоделителем 1 на два пучка,которые пройдя круговой контур навстречу друг другу и сводясь светоделителем 1 в один пучок, интерферируют ме.жду собой. Соответствующее расположение дифракционных решеток 2 и 3 и оборачивание пучков в плоскости кругового контура двугранным отражателем 4, обеспечивает противоположное направление дисперсий в этих пучках, а значит и соблюдение принципа селективной интерференции. Вследствие того, что двугранный отражатель осуществляет оборачивание пучка и в направлении, перпендикулярном плоскости кругового контура, участки единого волнового фронта, идущие навстречу друг другу, проходят в одном направлении через реверсивно покачивающийся в требуемом режиме модулятор 5, а в другом через неподвижный компенсатор 6, приобретая между собой разность хода.

Величина монохроматического потока, выходящего из спектрометра без учета зазора между модулятором и компенсатором (ширина зазора между модулятором и компенсатором, составляющая несколько десятых миллиметра, не влияет на форму аппаратной функции, так как не вхоДит в пределы интегрирования и поэтому может не учитываться) ,.для бесконечно малого телесного угла л и прямоугольного входного зрачка с линейными размерами L X Н, определяется следующим выражением

Д.(1.(t))

Д

где 6{j - яркость каждого из интерферирующих пучков;

S - угсрл между интерферирующими фронтами.

е 2р(Х-Яо)

it)--4-4 - суммарная дисперсия дигдефракционных решеток; 6(t - модуляционная разность

хода, где t - время; А - длина волны.

О в настоящем спектрометре аппаратная функция в процессе интерференционной модуляции не искажается и в два раза уже, чем у прототипа. Кроме того, зазор между модулятором и 5 компенсатором не влияет на форму аппаратной функции спектрометра.Все это позволяет производить запись сплошного спектраи применять широкополосный приеморегистрирующий 0 тракт при полном использовании разрешающей силы дифракционных решеток.

Формула изобретения

Спектрометр, содержащий по ходу луча светоделитель, две дифракционные решетки, зеркало,модулятор и компенсатор, отличающийся тем, что, с целью устранения искаже0 НИИ аппаратной функции прибора и полного использования разрешающей силы дифракционных решеток, зерка-ло выполнено в виде двугранного отражателя, отражающие грани которого составляют между собой угол 90°, установленного симметрично сечению падающего пучка, pe6pcSM в плоскости, перпендикулярной штрихам дифракционных решеток, а модулятор с компенсатором занимают каждый половину общего сечения пучка лучей,- причем линия раздела их лежит в плоскости, перпендикулярной штрихам дифракционных решеток , и модулятор выполнен с возмож, ностью поворота вокруг оси, параллельной штрихам дифракционных решеток.

Источники.информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Тарасов К.И. Спектральные приборы. Л., Машиностроение, 1977,

с. 302.

2.Авторское свидетельство СССР № 138393, кл. G 01Т 3/10, опублик. 1961.