Дифракционный монохроматор

ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУприсоединением заявк Государственный комитетСовета Министров ССС(088,8) 30.04.77, Бюл тень1 о делам изобретении и открытий ата опубли Об,05.77 ования описант 2) Авторы изобретен Афана в и Г, П. Старце В. 71) Заявитель МОНОХРОМАТ 4) ДИФР НН 5 5 1 Дополнительное к ав(22) Заявлено 06,10.75 (21) Изобретение относится к спектральным приборам, а более конкретно - к дифракционным монохроматорам и может быть использовано в научных и заводских лабораториях вовсех исследованиях, требующих выделения излучения, принадлежащего узкому интервалудлин волн,Известны монохроматоры с вогнутыми дифракционными решетками, предназначенныедля работы в различных областях спектра.При достаточно хорошей фокусировке спектрав широкой области длин волн все они либоимеют сложный механизм сканирования, либодают изображение с большими аберрациями,Ближайшим по технической сущности к описываемому устройству является дифракционный монохроматор с углом отклонения не более 45, содержащий вогнутую дифракционную решетку, входную и выходную щели имеханизм сканирования спектра, обеспечивающий поворот дифракционной решетки вокругоси, проходящей через ее вершину.Такая конструкция не позволяет обеспечитьмалые аберрации при уменьшении расфокусировки.Целью изобретения является уменьшениерасфокусировки и снижение аберрации в монохроматоре,Указанная цель достигается тем, что в известном монохроматоре с углом отклонения неболее 45, содержащем вогнутую дифракционную решетку, неподвижные входную и выходную щели и механизм сканирования спектра,обеспечивающий поворот решетки вокруг вертикальной оси, проходящей через ее вершину,расстояние от центра решетки до входной щели равно 0,9 - 1,1 радиуса кривизны решетки,а дифракционная решетка выполнена с переменным расстоянием между соседними штрихами, изменяющимся по линейному закону,причем коэффициент неравномерности шаганарезки выбран из условия минимума расфокусировки.Расстояние о между соседними штрихами урешетки с переменным шагом нарезки, изменяюшимся по линейному закону, можно записать следующим образом:, 1+,"д),где о 0 - расстояние между соседними штрихами у вершины решетки (при у=0);д - координата точки на поверхности решетки в направлении, перпендикулярном штрихам;р - коэффициент неравномерности шаганарезки решетки.556347 ф,д=О, др 1 где 35 40 45 Составитель М. Кротов Изд, Мо 400Подписноео комитетаССРоткрытийкая наб., д. 4/5 аказ 995/15ир аж 878ЦНИИПИ ГосударственноСовета Министров Спо делам изобретений и13035, Москва, Ж, Рауш ография, пр, Сапунова, 2 3Гогда условие фокусировки изображения для такой решетки запишется следующим образом: соз 2 а сов соз а+ соз 8 г г Я + р (81 п а + з 1 и Р) = О,где а и р - соответственно, углы падения и дифракции;гиг - расстояния от центра решетки, соответственно до входной и выходной щелей;Л - радиус кривизны решетки.Это условие фокусировки наиболее точно выполняется во всем диапазоне сканирования 15 при заданных значениях угла отклонения и расстояний от центра решетки до входной и выходной щелей выбором такого значения коэффициента неравномерности шага нарезки решетки, которое удовлетворяет следующему 20 уравнению: 25 где тр - угол поворота дифракционной решетки от положения, соответствующегонулевому порядку спектра; ф 1 и ф - значения угла тр, соответственно, вначале и в конце диапазона сканирования.Решение этого уравнения даетг= ф йа) ф(Ь ) 1 ( 1 Гф =- соз ф+соз Э (2 ф - з 1 и 2 И гсоз(35+2 О) -- соз(+ 26) +6 2+ - соз + - соз(3 - 29) -1 161-- соз ( - 26)11 - соз О соз 21,2 где 2 тт - угол отклонения.На чертеже показана схема дифракционного монохроматора,Монохроматор содержит неподвижную входную 1 и выходную 2 щели, вогнутую дифракционную решетку с переменным шагом нарезки 3 и механизм сканирования спектра 4. Излучение, вошедшее в монохроматор через входную щель 1, падает на вогнутую дифракционную решетку 3 под небольшим углом а к нормали. Дифрагированное под малым углом Р излучение фокусируется дифракцион ной решеткой 3 на выходной щели 2, Меха низм сканирования спектра 4 обеспечивае 1 поворот дифракционной решетки вокруг оси О, проходящей через ее вершину. Механизм ска нирования может быть выполнен в виде си нусного механизма, при этом будет обеспече на линейная зависимость длин волн излучения, выводимого на выходную щель, от угла поворота барабана синусного механизма.Малые значения углов падения и дифракции, вследствие малости угла отклонения и мало отличающиеся друг от друга расстояния от центра решетки до входной и выходной щелей позволяют приблизительно в два раза уменьшить аберрации по сравнению с прототипом, а оптимальное значение коэффициента неравномерности шага нарезки дифракционной решетки позволяет при этом уменьшить расфокусировку, возникающую при сканировании спектра. Формула изобретения Дифракционный монохроматор с углом отклонения не более 45, содержащий вогнутую дифракционную решетку, неподвижную входную и выходную щели и механизм сканирования спектра, обеспечивающий поворот решетки вокруг вертикальной оси, проходящей через ее вершину, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью уменьшения расфокусировки и снижения аберраций, расстояние от центра дифракционной решетки до входной щели равно 0,9 - 1,1 радиуса кривизны решетки, а дифракционная решетка выполнена с переменным расстоянием между соседними штрихами, изменяющимся по линейному закону, причем коэффициент неравномерности шага нарезки выбран из условия минимума расфокусирочки. едактор Н. Коляда Техред Е. Хме Корректор Л. Орлова