Спектрограф Советский патент 1982 года по МПК G01J3/26 

(54) -.СПЕКТРОГРАФ

I

Изобретение относится к спектральным приборам и может быть использовано для регистрации спектров источников импульсного излучения в спектроскопии высокого разрешения.

Известен спектрограф, содержащий диспергирующую систему (дифракционную или призмешгую), регистрирующую систему со строчной разверткой на основе передающей телевизионной трубки и блок индикации 11 ...

Недостатком данного спектрографа является малый объем одновременно регистр рируемой информации (одна строка телевизионного кадра).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство, в котором спектрограф скраден с интерферометром Фабри-Перо. Устройство формирует двухмерный спектр, в котором одна координата соответствует направлению дисперсии спектрографа, а другая соответствдет направлению дисперсии янтерфероме1ра. Непрерывный спектр имеет вид семейства

парабол с обшей осью, параллельной направлению дисперсии спектрографа 2 .

Недостатком данного спектрографа является нелинейность и отрывочность представления cneKTfta и вследствие этого невозможность регистрации его, как функциональной зависимости, т.е. ограниченный объем информации.

Цель изобретения - увеличение объекй одновременно регистрируемой информации

10 без дополнительного увеличения разрешаю щей способности регистрирующей системы.

Поставленная цель достигается тем, что в спектрографе, содержащем осветительную оптику, интерферометр, дисперги15рующую систему с камерным объективом и входной щелью, регистрирующую систему со строчной разверткой, снабженную фотоприемной частью и блок индикации, интерферометр вьшолнен в виде многолу20чевого интерферометра Физо, за ним пеJ ред входной щелью диспергирующей системы установлена цилиндрическая линза, в фокальной плоскости камерного об-ьек- тива диспергирующей системы установпена диафрагма Интерферегшионного поля и фотоприемная часть регистрирующей системы со строчной разверткой. При этом ребро клина интерферометра Фиэо установлено в плоскости входной щели перпендикулярно линии щели, образующая цилиндрической линзы ориентирована параллельно щели, а ее фокальная плоскость совмещена с плоскостью vienvi, промежуток диафрагмы тггерферёнционного поля равен Я/2 cL , где - длина волны излучения; dL - угол клина интерферометра. Направление строчной развертки составляет с вертикалью угол (Ь , равный от- нощению линейных дисперсий (i:dx/dA Id-hldx где координата х соответствует щкале длин волн диспергирующей системы, а коордианта по вертикали, соответствующая изменению длин волн в интерферомет ре; интервал дисперсии интерферометра 1/2 (3 больще или равен спектральной ширине и К в обратных сантиметрах, разрешаемой диспергирующей системой. В качестве многолучевого интерферометра Физо может быть также применен мультиплекс-интерферометр Физо с параллельными ребрами. На фиг. 1 изобрадсена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - график, поясняющий работу устройства. Устройство состоит из последовательно расположенных источника 1 излучения осветительной системы 2, многолучевого интерферометра Физо 3, цилиндрической линзы 4j диспергирующего прибора 5, диафрагмы 6 интерференционного поля, передающей телевизионной трубки 7, виде магнитофона 8, блока 9 индикации. Устройство работает следующим образом.. Излучение источника 1 коллимируется осветительной системой 2 для освещения многипучевого интерферометра Физо З; Интерферометр наклонен так, что ребро клина находится в плоскости РР входной щели. В этом случае интерферометр формирует для каждого отдельного значения X эквидистантные полосы в плоскости РР 1входной щели, ориентированные перпендикулярно высоте щели (на фиг. 1 показаны их проекции в виде точек). Цилиндрическая линза 4 собирает поток, выходящий из интерферометра, на входную щель. Линейная дисперсия спектрографа равна геометрической сумме дисперсий интерферометра и диспергирующей системы (фиг. 2), вследствие чего в фокальной плоскости камерного объектива для непрерывного спектра источника излучения образуются полосы, яркость которых в каждой точке соответствует интенсивности излучения в определенном элементарном спектральном интервале. Диафрагма интерференционного поля АБСД (фиг. 2), равная периоду интерференционных полос, исключает переналожения, что обеспечивает однозначность регистрируемого спектра. Направление строчной развертки передающей трубки составляет с вертикалью угол fb , равный отношению дисперсий, для того, чтобы строки развертки соЕ падали с направлением полос спектра. Вследствие этого весь спектр, отображенный в виде этих полос на мишень трубки, считывается последовательной линейной разверткой целого числа S строк. Число регистрируемых точек в спектре Vi равно произведению числа строк S на число разрешаемых интервалов е области дисперсии интерферометра N . .- . В случае использования одного интерферрметра N ЗО п 300X30 9000. Для увеличения числа разрешаемых интервалов в качестве интерферометра Физо можно использовать мультиплексинтерферометр Физо, при этом ч ЗООиЮО ЗОООО. Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет увеличить объем регистрируемой информации без увеличения разрешающей способности регистрирующей системы за счет более полного использования площади телевизионного кадра, что позволяет достичь разрещения, например, 0,01 см спектрального интервала см спектраль 10О см или разрешения 1 кого интервала 1ОООО см Кроме того, осуществляется линейная запись спектра, что до сих пор было возможным только в устройс1ъах, использующих временное сканирование разности хода. Данные преимущества дают возможность использовать предлагаемое изобретение для регистрации спектра в лазерной спектросксшии при излучении наносекундными импульсами (временная развертка спектра при этом невозможна), обеспечивая экспрессность анализа, необходимую для осушествления с помощью обратной связи управления перестройкой длины волны излучения. Формуле изобретения 1. О1ектрограф, еодержатний по ходу туча осветительную оптику, интерфорометр, диспергирующую систему с камерным объекптом и входной шепью, регистрирующую систему со строчной ;.раэверткой, снабженную, фотоприёмной частью и блок индикации, отптчающий- с я тем, что, с пепью увепич шя объема одновременно регистрируемой информааии без дополнительного увеличения разрешавшей способности регистрирующей системы, интерферометр вьгоолнен в аиде многолучевого интерферометра Физо, за ним перед входной щелью диспергирующей истемы установлена цилиндртпеская линза, в фокальной плоскости камерного объектива диспергирующей системы установлена диафрш-ма интерферсвнционного поля и фотоприемная часть регистрируюц шей системы со строчной разверткой, при этом ребро клина интерферометра Физо установлено в плоскости входной шали перпендикулярно линии щели, образующая цилиндрической линзы ориентирована Параллельно щели, а ее фокальная плоскость совмешена с плоскостью шепи, промежуток диафрагмы интерференцнояиого поля равен X /2 d , где Л - шшна волны излучения; i - угол клина интерферометра, а нащзавление строчной развертки составляет с вертикалью угол /3 {dXldMati| сЗХ) , где координата л соответствует шкале длин волн диспергирующей систекол, а t кооршгаата по вертикали, ортогональная к х J интервал дисперсии интерферометра-f/l d 7/ А гдёдК - спектральная ширина, cMt разрешаемая дисиергирунзщей системой.

2, Устройство ПО п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем1 что в качестве многолучевого интерферометра Фиэо испсЯ1ьзовав мультнш1екс-интерфе1М)метр Физо с параллельными ребрами.

-. i

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Лебедева В. В. Tecsmnca оптической пектроскопии, М., с. 283-265, 1977.