Дифракционный полихроматор Советский патент 1982 года по МПК G01J3/24 

(54) ДИФРАКЦИОННЫЙ ПОЛИХРОМАТОР

1

Изобретение относится к спектральному приборостроению и может быть использовано в приборах с дифракционными решетками.

Известен дифракционный полихроматор, содержащий входную диафрагму в виде щели, фокусирующий и коллимирующий объективы, плоскую дифракционную рещетку с треугольными щтрихами, имеющими одну рабочую зеркальную грань и несколько выходных щелей 1 ,

Такие полихроматоры обеспечивают максимальную интенсивность в спектре для длин волн, дифрагировавших в направлении зеркального отражения от рабочих граней штрихов решетки. Коэф(|)ициент пропускания полихроматора для этих длин волн максимален, а для остальных длин волн рабочего спектрального диапазона может быть существенно меньще.

Наиболее близким к предлагаемому является дифракционный спектрограф, содержащий входную щель, коллимирующий и фокусирующий объективы и дифракционную решетку с треугольными штрихами, обе грани которых являются зеркальными. Каждый щтрих такой решетки работает как

уголковый отражатель. Поэтому при повороте этой решетки угол между падающим лучом и лучом, дифрагировавщим в направлении зеркального отражения от граней штриха, остается постоянным. Это обеспечивает получение в блеске излучения любых длин волн последовательно в пределах широкого спектрального диапазона 2.

Недостатком этого полихроматора является то, что он не позволяет получать в

,Q блеске, т.е. с максимальнойинтенсивностью, одновременно излучение с различными заданными длинами волн. Его коэффициент пропускания при данном положении дифракционной решетки максимален для длин волн, дифрагировавших только в одном на15 правлении.

Цель изобретения - получение максимального коэффициента пропускания полихроматора одновременно для всех регистрируемых длин волн излучения.

Поставленная цель достигается тем, что

20 в дифракционном полихроматоре, содержащем входную диафрагму, коллимирующий и фокусирующий объективы, плоскую дифракционную решетку с треугольными штрихами, обе грани которых являются

зеркальными, и ряд выходных щелей, входная диафрагма выполнена в виде непрозрачной пластины с прямоугольными отверстиями, расположенными таким образом, что минимальное расстояние между центрами соседних отверстий в .направлении дисперсии ширине отверстия, а в перпендикулярном направлении - его высоте.

На чертеже изображен вариант схемы предлагаемого полихроматора.

Полихроматор состоит из входной диафрагмы 1, коллимирующего 2 и фокусирующего 4 зеркальных объективов, плоской дифракционной рещетки с треугольными штрихами 3, обе грани которых являются зеркальными, и выходных щелей 5, расположенных в фокальной плоскости фокусирующего Объектива. Для определенности объективы в нем расположены по вертикальной симметричной схеме, а угол между рабочими зеркальными гранями штрихов решетки равен 90°. Возможным является также размещение объективов полихроматора по горизонтальной схеме при соответствующем выборе угла между рабочими зеркальными гранями штрихов дифракционной решетки.

Полихроматор работает следующим образом.

Входная диафрагма 1 освещается исследуемым излучением, которое после объектива коллиматора 2 попадает на дифракционную решетку 3. От каждого из отверстий в диафрагме излучение попадает на рещетку под различными углами и дифрагирует в блеске под углами, равными соответствующим углам падения. Таким образом, в блеске будет дифрагировать одновременно излучение различных длин волн. Дифрагировавщее излучение попадает на фокусирующий объектив 4, который строит монохроматически изображения отверстий входной диафрагмы в плоскости выходных щелей. Для того, чтобы спектры, которые образуются изображениями различных отверстий диафрагмы, не перекрывались, эти отверстия смещены друг относительно друга в направлении, перпендикулярном дисперсии, на величину, не меньшую их высоты. Минимальное число отверстий во входной диафрагме равно числу регистрируемых длин волн и, следовательно, числу

выходных щелей. Расстояния в направлении дисперсии между отверстиями в диафрагме определяются выбранными для регистрации длинами волн и линейной дисперсией полихроматора, а расстояния между

выходными щелями зависят также от линейного увеличения его оптической системы. Для того, чтобы излучение, выходящее из данной щели, не попадало на соседние шели, расстояние между отверстиями в диафрагме в направлении дисперсии полихроматора должно быть равно ширине отверстия.

Устройство позволяет существенно увеличить коэффициент пропускания дифракционных полихроматоров, являющихся основой для построения многоканальной Спектральной аппаратуры различного назначения. Это дает возможность повысить чувствительность спектральной аппаратуры, что особенно важно для успешного решения задач по контролю загрязнений окружающей

среды, часто требующих предельно высокой чувствительности приборов.

Формула изобретения

Дифракционный Полихроматор, содержащий входную диафрагму, коллимирующий и фокусирующий объективы, плоскую дифракционную решетку с треугольными штрихами, обе грани которых являются зеркальными, и ряд выходных щелей, отличающийся тем, что, с целью получения максимального коэффициента пропускания полихроматора одновременно для всех регистрируемых длин волн излучения, входная диафрагма в нем

выполнена в виде непрозрачной пластины с прямоугольными отверстиями, расположенными таким образом, что минимальное расстояние между центрами соседних отверстий в направлении дисперсии равно ширине отверстия, а в перпендикулярном направлении - его высоте.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пейсахсон И. В. Оптика спектральных приборов. Л., «Машиностроение, 2-е изд.

1975, с. 201-202.

2. Авторское свидетельство СССР № 673864, кл. G 01 J 3/24, 1979.