Устройство для измерения спектров испускания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 174 19) (11 1511 С 01 Д 3/ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, - Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ юл, Р 37в, В.Н.БоМезенцев о учно-иссле огического ователь- прибороикладная фиатгиз, 1969,Мозер Г.омбинаци Мир,веденого964,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Всесоюзный наский институт биолстроения(54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯСПЕКТРОВ ИСПУСКАНИЯ, включающее источник возбуждающего излучеиия, систему сбора вторичного излучения ввиде системы конфокальцых зеркал свыходной щелью, сопряженцый со щельюрегистрирующий прибор, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью увеличения чувствительности и повышенияэффективности устройства, введенозеркало с селективцо-отражающим покрытием, причем источник возбуждениячерез укаэанное зеркало сопряжен свыходной щелью системы коцфокальцыхзеркал.Изобретение относится к спектрометрии и может быть использованопри измерении спектров пропускания,получаемых путем оптического возбуждения исследуемого вещества, например, при измерении спектров комбинационного рассеяния и люминесценции.Известны устройства для измеренияспектров испускания, например люминесценции, содержащие кювету с исследуемым веществом, монохроматический источник зондирующего излучения,возбуждающий люминесценцию, и спектрометр, регистрирующий спектр люминесценции находящегося в кювете вещества 1 3.Недостатком таких устройств является низкая эффективность использования возбуждающего и исследуемого излучений, большая часть энергии которых теряется из-за однократного прохождения зондирующего излучения через исследуемое вещество и низкойэФфективности сбора испускаемого вещества излучения, поступающего вспектрометр. Это приводит к снижениючувствительности такого типа устройств.Наиболее близким к предлагаемомутехническим решением является устройство для регистрации спектровкомбинационного рассеяния, в кото Ором испускаемое веществом излучениесобирается с помощью оптической системы из трех последовательно расположенных конфокальных сферическихзеркал. При этом щель для выхода излучения комбинационного рассеяния,расположенная на поверхности второго зеркала конфокальной системы, оптически сопряжена со спектрометром 21.Недостатком этого устройства является низкая эффективность использова ния возбуждающего излучения, котороеоднократно проходит через исследуемое вещество. Особенно низкой в таком устройстве будет эффективностьиспользования излучения лазерных источников, дающих узконаправленноеизлучение, локализованное в небольшом объеме, значительно меньшем, чемобъем исследуемого вещества междузеркалами, Поэтому чувствительность .Оэтого устройства меньше максимальновозможной,Цель изобретения - увеличениечувствительности и эффективностиустройства для измерения спектровиспускания,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для измеренияспектров испускания, включающее источник возбуждающего излучения, систему сбора вторичного излучения в 6 Овиде системы конфокальных зеркал свыходной щелью, сопряженный со щельюрегистрирующий прибор, введено зеркало с селективно-отражающим покрытием, причем источник возбуждения че рез указанное зеркало сопряжен с выходной щелью системы конфокальныхзеркал.Увеличение чувствительности устройства достигается за счет повышения эффективности использования возбуждающего излучения при его многократном пропускании через зондирующий объем с помощью той же системыконфокальных сферических зеркал, которая используется для сбора исследуемого излучения,При этом сопрягающий элементобеспечивает передачу излучения источника возбуждения на систему конфокальных зеркал через щель, расположенную на поверхности второго зеркала этой системы, Одновременно ониграет роль фильтра, не пропускающего на спектрометр излучение зондирующего источника, рассеянное назеркалах и выходящее через щель.За счет применения такого сопрягающего элемента понижается уровеньрассеянного света в спектрометреи повышается чувствительность устройства.На чертеже представлена оптическая схема устройства,Источник 1 зондирующего излученияоптически сопряжен со щелью 3 с помощью зеркала 2 с селективно отражающим покрытием, Сферические зерка"ла 4, 5 и 5, 6 образуют конфокальные пары. Причем центры кривизнызеркал 4 и 6 лежат на поверхностизеркала 5 в точках С., и С, ацентр кривизны зеркала 5 в точке Сна линии пересечения продолжений йоверхностей зеркал 6 и 4,С помощью конденсатора 7 входнаящель спектрометра 8 оптически сопряжена со целью 3. Устройство работает следующим образом.Монохроматическое излучение зондирующего источника 1 после отраже-ния от зеркала с селективно отражающим покрытием 2 проходит щель 3 и попадает на зеркало 4, которое строит изображение щели, симметрично расположенное относительно оси С 1 Ср на поверхности зеркала 5. Зеркало 6 аналогичным образом переносит это изображение на зеркало 5 в положение, симметричное относительно оси С С На чертеже показан :лучай, соответствующий четырем проходам зондирующего излучения в системе зеркал, Та же система зеркал обеспечивает сбор излучения, испущенного веществом, находящимся в объеме между зеркалами, Это излучение выходит через щель 3, проходит зеркало 2, зеркальный слой которого прозрачен для всех длин волн, кроме длины волны излучения зондирующего источника Затем исследуемое излучение с помсщью конден1117460 Составитель Б.ШироковРедактор Е.Папп Техред С.Мигунова Корректор О.Тигор Заказ 7184/24.Тираж 822.Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 сора 7 направляется на входную щель спектрометра 8,Предлагаемое устройство, в отличие от известных устройствдля измерения спектров испускания, обеспечивает более высокую эффективность использования возбуждающего иэлуче" ния эа счет его многократного прохода через исследуемое вещество при использовании той же системы конфокальных зеркал. Это обеспечивает увеличение чувствительности устройстваи делает его пригодным для обнаружения предельно малых концентраций вещества в объеме между зеркалами, например для определения загрязненияатмосферы производственными выбросами микробиологической промыюленности.1