Монохроматор с дифракционной решеткой Советский патент 1981 года по МПК G01J3/18 

1

Изобретение относится к спектральному приборостроению.

Известны спектральные приборы с дифрикционными решетками, в которых кривизна спектральных линий приводит к снижению разрешающей способности Ги-

Наи.более близким техническим решением является автоколлимационный зеркальный монохроматор, содержащий коллиматорный и фокусирующий элементы с внеосевым параболоидальным зеркалом, входную и выходную прямые щедй, в котором выпрямление достигается для одной длины волны Г2.

К недостаткам можно отнести быстрое возрастание кривизны линий при удалении по спектру от спрямленной jiHHjfK, т.е. узость области выпрямления/спектральных линий.

{(ёпъ изобретения - расширение области выпрямления спектральных линий

Указанная цель достигается, благодаря тому, что в известном монохроматоре, содержащем дифракционную решетку, коллиматорный и фокусирующий элементы, между коллиматорным элементом и дифракционной решеткой установлена телескопическая система, состоящая из двух цилиндрических зеркал, образующие поверхностей которых перпендикулярны штрихам решетки, и снабженная устройством для поворота телескопической системы вокруг оси, параллельной, штрихам дифракционной решетки.

Параметры телескопической системы, выбраны таким образом, что она вызывает искривление линий, равное по ве0личине и обратное по знаку дисперсионному искривлению, обусловленному дифракцией, в результате чего линии спрямляются.

На чертеже приведена принципиаль5ная оптическая схема монохроматора с решеткой и с телескопической системой цилиндрических зеркал.

Устройство содержит входную щель монохроматора 1 и коллиматорный

0 объектив 2, цилиндрические зеркала 3 и 4, составляющие телескопическую систему,дифракционную решетку 5,фокусирующий объектив 6 и выходную щель монохроматора 7. Плоскости симметрии 5обоих цилиндрических зеркал, параллельные их. образующим, лежат в одной плоскости, которая совместно с главным сечением решетки составляет cpejjнюю плоскость монохроматора, совпа0дающую с плоскостью чертежа. В этой же плоскости лежат оси объективов ко ,;4Иаторной и фокусирующей частей при . Сплошньоми линиями показан ход йучей, лежащих в средней плоскости, штриховой линией - проекции на эту плоскость луча, идущего под наклоном к ней. Устройство работает следующим образом. Расходящийся пучок света, идущий из входной щели монохроматора 1, преобразуется коллиматорным объективом 2 в параллельный пучок и поступает в телескопическую систему цилиндрических зеркал 3 и 4, Затем пу чок падает на дифракционную решетку 5 и после дифракции собирается фоку сирующим объективом 6 на выходную щель монохроматора 7. Телескопическая система цилиндри ческих зеркал дает искривление спек ральных линий монохроматора, исполь зуемое для компенсации искривления линий, вносимого дифракционной решеткой. При установке телескопической си темы зеркал под углом удоэлетвор ющему соотношению m.-t + Sin cLo 3, где ТГ - угол между нормалями к поверхностям решетки и зеркал в средней плоскости; oLg - угол падения лучей на дифракционную решетку; Порядок дифракционного спек -ра;. длина волны; число штрихов дифракционной решетки на единицу длины. где f и фокусные расстояния зеркал 3 и 4, достигается выпрямление спектральной линии с длиной вол ны А. . Если для каждой длины волны света, выходящего из монохроматора, ус танавливать угол f , удовлетворяющий (1), то этим путем можно получить прямые линии спектра во всем диапазоне длин волн, охватываемом монохроматором. Для этого необходимо поворачивать телескопическую систему цилиндрических зеркал вокруг.оси, параллельной оси поворота решетки при сканировании спектра, одновременно с поворотом последней. Этого можно достигнуть при помощи специального поворотного устройства, обеспечивающего согласованное изменение поворотов решетки при сканировании спектра и телескопической системы зеркал. Предлагаемый монохроматор с дифракционной решеткой вследствие отсутствия кривизны линий позволяет достичь высокой разрешающей способности прибора, а тем самым высокой спектральной- чистоты выходящего из него монохроматического излучения. Формула изобретения Монохроматор с дифракционной решеткой, содержащий коллиматорный и фокусирующий элементы, расположенные между входной и выходной прямыми щелями, отличающийся тем, что, с целью расширения области выпрямления спектральных линий, между коллиматорным элементом и дифракционной решеткой установлена телескопическая система, состоящая из двух . цилиндрических зеркал, образующие поверхностей которых перпендикулярны штрихам дифракционной решетки, и снабженная устройством для поворота вокруг оси, параллельной штрихам дифракционной решетки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Зайдель А.И. и др. Техника и практика спектроскопии. М., Наука, 1972, с. 53. 2.Пейсахсон И.В. Оптика спект- ральных приборов. Л., Машиностроение, 1970, с. 151.