Способ измерения разрешающей способности асферических дифракционных решеток для вакуумной ультрафиолетовой области спектора Советский патент 1981 года по МПК G02B5/18 

спектральных линий фотографическими или фотоэлектрическими методами 2 . Фотографические методы измерения полуширины вследствие ограниченного выбора спектральных линий источников И неточностей их юстировки, влияния обработки фотоматериала и отсутствия достаточно надежных количественных методов измерения полуширины спектральных линий в вакуумной ультрафиолетовой области спектра, а также слож ности проведения измерений не позволя ют измерять с достаточной точностью разрешающую способность асферических решеток в вакузшной ультрафиолетовой области спектра. Фотоэлектрические же методы не применимы для измерения разрешающей способности решеток в ва,куумной ультрафиолетовой области спектра из-за отсутствия аппаратуры для записи контуров спектральных линий с ползтпириной в пределах 1 мкм. Целью изобретения является повышение точности измерений разрешающей способности асферических дифракционных решеток для вакуумной ультрафиолетовой области спектра. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения разрешающей способности асферических, решеток для вакуумной ультрафиолетовой области спектра путем определения полуширины спектральной линии в стигматической области длин волн решеток, установленных в спектрографе, определяют углы oL падения и /% дифракции для длины волны в стигматической области волн в видимой области спектра, устанавливают решетку в спектрограф при углах оби , после чего производят измерение полуширины спектральной линии асферических решеток в этой области и по ее значению вычисляют искомую разрешшощую способность. Измерение разрешающей способности асферических дифракционных решеток для вакуумной ультрафиолетовой области спектра по предложенному способу проводят в следуищей последоваталь но сти. Выбирают длину волны в видимой области спектра. Для.этой длины волны в зависимости от параметров решетки определяют углы с6 падения и дифракции при которых в установке на Круге Роуленда при указанной длине волны в видимой области спектра наблюдают стигматическое изображение. Затем решетку устанавливают в спектрографе З4 на круге Роуленда при указанных uL и Ь измеряют разрешающую способность асферической решетки путем определения полуширины спектральной линии при стигматической длине волны в видимой области спектра, а затем вычисляют разрешающую способность ее в вакзгумной ультрафиолетовой области спектра. Разрешакнцая способность R реальных дифракционных решеток для любой длины волны Л- в спектре решетки характеризуется отношением ее К к теоретическому значению R .)ассчитанному для этой же длины волны. Величина Н для каждого вида асферической решетки различна. Для тороидальных решеток она записывается выражением4ХЯг-Т 2 L (-bgrb(.einciL-ttg|5s1hIb) U - X а. эф 2тр)ДХ В формулах (2) , (З) и (4) Х- длина волны.в спектре решетки; ДХ- полуширина спектральной линии длины волны; m - порядок спектра; N - общее число штрихов; (Ju- ширина заштрихованной поверхности решетки; R - меридианальныйорадиус кривизны решетки. of,pi - углы падения и дифракции; d - постоянная решетки. Величина К является постоянной ддя любых длин волн X-f Xf заданном порядке спектра дифракционной решетки. М . . о о о теорх теорЛа теор Хм Отсюда разрешаницая способность RI , ля длины волны Д. может быть представлена в виде Л/ теорх, С6) TeopXi Из (5) и (б)-следует, что разрешающую способность решетки R , для длины волны К, можно определить, не измеряя непосредственно при , , ее разрешающую способность. Таким образом, зная величину разрешающей способности одной длины волны заданном порядке, например, в видимой области спектра можно определить разрешающую способность R., для любой другой длины во; ны этом же порядке, например, в вакуумной ультрафиолетовой области спектра. Измерение разрешающей способности асферических решеток можно производить только в стигматической области длин волн, поскольку эти решетки, в особенности асферические решетки с од ной плоскостью симметрии, эффективно могут работать только в стигматичес кой области длин волн в установке, дл которой произведено исправление аберраций . Дпя асферическигс решеток, имекщих стигматическое изображение в вакуумной ультрафиолетовой области спектра например, при длине волны Д. визуальные методы измереггая разрешающей способности не пригодны из-за нечувствительности глаза к ультрафиолетовому участку спектра. Фотографические же и фотоэлектрические методы измерения полуширины спектральных линий SL вакуумной ультрафиолетовой области спектра вследствие ограниченного выбора спектральных линий источников и неточностей их юстировки, влияния обработки фотоматериала и отсутствия достаточно надежных количественных методов измерения полуширины спектральных линий в этой области, не позволяют измерять с высокой точностью разрешающую способность асферических решеток в вакуумной ультрафиолетовой области спектра. Поэтому эти методы в большинстве случаев применяются лишь для приближенных оценок. С целью повьш1ения точности измерений разрешающей способности асферической решетки для длины волны X.J в стигматической области длин волн в вакуумной ультрафиолетовой области спектра в соответствии с формулами (2) и 5/ {) производят измерения разрешающей 236 способности асферической решетки для длины волны KI стигматической области длин волн в видимой области спектра. Для этого определяют углыоС падения и |Ь дифракции для стигматической длины волны )-яВ видимой области спектра совместным решением уравнений решетки и условия компенсации астигматизма на круге Роуленда. d(5ihditsiHp i) sl vwCO c aCOe|%2, (8) где m, d - те же обозначения, что и в (1 )- (4); 062,2 УГ- падения я дифракции для стигматической длины волны Д, в видимой области спектра; f стигматическая длина волны в видимой области спектра; Rg- сагиттальный радиус кривизны решетки. Из (8) следует, что ,гcco.(.(-ff (fe-V(f)(jf ±at-cco5 Таким образом измерение разрешающей способности асферических дифракционных решеток производится в следующей последовательности: выбирают длину волны Лп в видимой области с спектра, для этой длины волны по (д) рассчитывают углы А падения и f дифракции, при которых в установке на круге Роуленда при длине волны в видимой области спектра наблюдают стигматическое изображение. Затем решетку устанавливают в спектрографе под углами Д и ft на круге Роуленда и при указанных углах oL и | определяют полуширину ДХ 2. спектральной линии асферической решетки, определяют RjL ррсле чего по (5)-(7) вычисляют разешающую способность R для стигматической волны Д. ц в вакуумной ультрафиолетовой области спектра. При этом ,.50 Veopft Veopfl™ ° (4; последовательно подставляя известные величины - ЯЛЛМЛМ ..., --, Л htЭф d И р для ds и д ДЛЯ а также ла Пример. Проводят измерение pa.peшaня eй способности тороидальной дифракционной решетки 1200 штр./мм (d 0,83 мкм) размером заштрихованн поверхности 50 х 40 мм (N 60000, ар 50 мм , имеющей меридиональный сагиттальный радиусы кривизны соответственно R 500, 1 мм, Rg 325,8 мм. Указанная решетка имеет стигматическое изображение в первом порядке спектра (т f) при длине волны 140 мм в вакуумной ультра фиолетовой области спектра при углах падений и дифракции соответственно 0( , р 2еР28. Для измерения разрешающей способности указанной ре шетки выбрана длина волны Л 546 мм в видимой области спектра. Для этой длины волны определены углы падения и дифракции о1.г2 49 и f при которых при длине в-олны м наблюдается стигматическое изображение. Затем решетку устанавливают в спектрографе на круге Роуленда так, что центры входной щели, решетки и спектральной линии находятся в плоскости круга Роуленда. Полуширина спе ральной линии измеряется известным визуальным методом. Способ позволяет на 20-30% првысить точность измерения разрешающей способности асферических решеток в в куумной ультрафиолетовой области спектра. Формула изобретения Способ измерения разрешающей способности асферических дифракционных решеток для вакуумной ультрафиолетовой области спектра путем определения полуширины спектральной линии в стигматической области длин волн решеток, установленных в спектрографе, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности измерений, определяют углы oL падения и ( дифракции, для длины волны в стигматической области длин волн в видимой области спектра, устанавливают решетку в спектрограф при углах oL к ft , после чего производят измерение полуширины спектральной линии асферических решеток в этой области и по ее значению вычисляют искомую разрешающую способность. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Герасимов Ф.М. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Л., ГОИ, 1967, с. 51. 2. Оптико-механическая промьштенность, 1964, № 4, с. 19 (прототип).