Спектрометр скользящего падения с фокусировкой по роуланду

(19) С 013318 ГОСУД АРСПО ДЕЛ ИЕ У СВ ПИС БРЕТЕНИ ТЕЛЬСТ АВТОРСН 2. Спектро ч а ю щ и й с расширения ре етр по п. я тем, чт истрируемо нутые дифр ены в виде блеска, в о л ильюазона с о дил волн, в ки выпо мн угла ционны реше эшелетт сбраннымираница эф азн ак,о длинноволновая фект совп вногоадает с тивног летта. ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт металлургииим. А.А.Байкова и Специальное конструкторское бюро Института металлургии им. А.АБайкова(54)(57) 1. СПЕКТРОМЕТР СКОЛЬЗЯЩЕГОПАДЕНИЯ С ФОКУСИРОВКОЙ ПО РОУЛАНДУ,содержащий оптически связанные источник излучения, совмещенный с входной щелью, вогнутую дифракционнуюрешетку, выходную щель и детекторизлучения, а также механизм сканирования по спектру, в который входятнаправляющая, соединяющая источникизлучения с вогнутой дифракционнойрешеткой, направляющая, соединяющаяисточник излучения с выходной щелью,и платформа с размещенными на нейвогнутой дифракционной решеткойи выходной щелью, кинематически связанная с указанными направляющими,отличающийся тем, что,с целью увеличения светосилы и разрешающей способности, в него введены дополнительная вогнутая дифракционная решетка, оптически связаннаяс источником излучения и выходнойщелью и имеющая одинаковые с основнойдифракционной решеткой радиус кривизны и расстояние между штрихами, атакже дополнительный детектор излу,чения, оптически связанный с выходной щелью, причем механизм сканирования по спектру содержит дополнительную направляющую, соединяющую источник Излучения с дополнительной дифракционной решеткой, и дополнительную платформу с размещенной на нейдополнительной вогнутой дифракционной решеткой, кинематически связанную с дополнительной направляющейи направляющей, соединяющей источник излучения с выходной щелью, при 7этом платформы соединены общейосью, которая расположена на направляющей, соединяющей источник излучения с выходной щелью, и которая проходит через выходную щель. ражения одного эшелетт оротковолновой границе отражения другого эше1 12Изобретение относится к областиоптического спектрального приборостроения.Целью изобретения является увеличение светосилы, разрешающей способности и расширение регистрируемогодиапазона длин волн.На чертеже изображена оптическаясхема спектрометраСпектрометр скользящего падениясодержит источник 1 излучения, совмещенный с входной щелью, вогнутыедифракционные решетки 2 и 3, платформы 4 и 5, общую ось платформы 6,дополнительные оси 7 и 8, каретку 9,выходную щель 10, направляющие 1113, детекторы 14 и 15 излучения,предварительные усилители 16 и 17,основной усилитель 18, положение окружностей Роуланда, соответствующихрешеткам 2 и 3, отмечено цифрами 19,20,Углы дифракцю 1 , а также расстояния 1 от вершины решеток до выходной щели одинаковы и постоянны,их выбирают в соответствии с условиями фокусировки Роуландат = К впУ, 1 = К в 3 пЧ,где Ч- скользящий угол падениялучей на дифракционную решетку;Ч - скользящий угол дифракции,г - расстояние от источника довершин дифракционных решеток,1 - расстояние от вершиндифракционных решеток до выходной щели. Спектрометр работает следующимобразом.Оптическая схема спектрометравключает источник излучения 1, вогнутые дифракционные решетки 2 и 3,выходную щель 10, детекторы излучения 14 и 15. В спектрометре обе вог=нутые дифракционные решетки 2 и 3 одновременно фокусируют на выходнующель 10 излучение одинаковой длиныволны, в результате чего возрастаетвдвое общий поток излучения, попадающий в выходную щель,Сканирование по спектру осуществ"ляют посредством одновременного перемещения платформ 4 и 5 и каретки 9с выходной щелью 10 относительно источника 1. При этом в любом из возможных положений платформ 4, 5 и каретки 9 их общая ось б располагаетсяна центральной прямолинейной направляющей 11, проходящей через источник,23050 2а дополнительное оси 7, 8 - на боковых направляющих 12 и 13, также проходящих через источник 1 и образующихе центральной направляющей 11 одинаковые углы, равные углу дифракции.Механизм сканирования работаетследующим образом.Вращением ходового винта перемещают каретку 9 с осью 6 и щелью 1010 вдоль направляющей 11, одновременноперемещая и разворачивая вокругоси 6 платформы 4 и 5 дифракционными решетками 2 и 3. Дополнительныеоси платформ 7 и 8 движутся при этом15 вдоль направляющих 12 и 13 соответственно. Одновременно происходит разворот решеток с изменением углов падения первичных пучков на решетки,что при неизменном угле дифракциии неизменном расстоянии от центроврешеток до центра щели приводит кизменению длины волны Д , на которую настроен спектрометр согласноуровнению25 Сов Ф - Сов М = ш /6,где 6 - постоянная дифракционнойрешетки; ш - порядок дифракции, Влюбом из возможных положений механизма сканирования (на чертеже показаны два таких положения) выполняются строго условия фокусировки Роуланда, т.е. источник 1, оси решеток 7 и 8 и ось щели 10 находитсяна фокальньгх окружностях Роуланда 1935и 20 соответственно, радиусы которых равны половине радиуса кривизнырешеток К,За щелью 10 на платформах 4 и 5установлены детекторы излучения 14и 15. В непосредственной близостиот детекторов на платформах 4 и 5установлены предварительные усилители 16 и 17, с выхода которых импульсы поступают на вход основного уси 45лителя 18 и далее - в счетно-регист"рирующее устройство спектрометра.Спектрометр дает возможность прииспользовании двух идентичных решеток увеличить вдвое телесный уголсбора излучения из источника и, как50следствие, увеличить вдвое йнтенсивности спектральных линий, регистрируемых детекторами без ухудшения ихконтрастности, снизить в Г 2 разпорог обнаружения элементов приспектральном анализе, увеличить разрешающую способность по длинам волн,благодаря возможности работы с болееузкими щелями.3 12230504При использовании в спектрометре второго эшелетта равной длинноволно скользящего падения решеток-эшелет- вой границе отражения для первого, тов с разными углами блеска эффектив- т,е. полагая 2 А, = 0,7,где - но регистрируемый интервал длин волн длина волны, соответствукщая условиможет быть увеличен почти в четыре 5 ям блеска для второго эшеллета, раза, поскольку область наиболее эф- получаем, что длинноволновая грани- фективного отражения эшелетта зани- ца области эффективного отражения в мает интервал длин волн от 0,73 спектрометре с двумя решетками-эшедо 2 Л , где Я - длина волны, со- леттами становится равной 4 А /0,7 щ )ответствующая точному выполнению ус5,7 , , т.е. общий интервал эфловий блеска, Выбирая коротковолновую фективного отражения возрастает нриграницу эффективного отражения для мерно вчетверо. Составитель Е,Ивано Техред И.ГайдошСтрельник оррек едак кмар Подписное аказ 1702/43 Тир ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 113035, Москва, Ж