Растровый спектрометр

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 119) (1) 01 . 3/12 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИА ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 5/258891 . Билрадски) 26.0915,02 (71) Ленин транспорта (72) В.В,И (53) 535,8 одит входа плоскомИа этом жедвижныйной линзы(46) водного ст гых свето аков3(088.8) излучениевьполенированноепакетез второй Мп 1 ь 1 в 11г. - Орг.2-185.БресггоОЬзегча 77, 26,етквь р.цн ы ств, " крибера отпорядког, т,лысан иии при 19 птичесинте ма ьном испол портаивен троени бор компактен овышеие ГОСУДДРСТВЕННЦй НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 01 ЗРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(5 б) Кащ 1 уа К., 01 сас 1 а К, А Сопсаче Сгагдпо БресСгощег са 1 Сонгпа, 1976, 16 рКяппуа. ОЬс 1 с 1 а Ми 1 г 1 з 1 шегег дог гпе И 1 фг Аз.г 81 о г 1 оп. - Бс 1 епсе ог 1.1 дЬг, р;61-б 9.(54) РАСТРОВЯ 1 СПЕКТРОМЕТР (57) Изобретение относится кому спектральному приборо Целью изобретения является разрешения. Излучение прах ной растр 3, размещенный н торце волоконной линзы 2. торце размецен выходной по растр 5. На выходе волокон 2 установлен пакет 1 плана водов. Этот пакет передает на диЬракционную решетку 4 ную цилиндрической, Дид)раг излучение опять попадает в планарных светаводов и чер торец волокоой киэы 2 и ходко:у растру 5. Зторой г 2 и форма пакета 1 соответ гу Роуланда решетки 4: В сутствуют астигматэм искривление растров и сагиИзобретение относится к оптическому спектральному приборостроению.Целью изобретения является повышение разрешения.На фиг.1 схематически изображеноустройство в двух проекциях; нафнг 2 - одно из волокон волоконнойлинзы.Устройство содержит пакет 1 пла"нарных световодов толщиной 1, склеенных оптическим клеем, волоконную линзу 2, входной растр 3, дифракционнуюрешетку 4, выходной растр 5, защитные пластины 6 из стекла, светопоглощающий слой 1 из углеродного соединенпяоЕа фиг,1 и 2 приняты следующиеобозначения: К - радиус кривизны ци.линдрической дифракцнонной решетки,равный 90 мм; а - заштрихованнаяч,сть дифракционной решетки; Н - высота устройства; Т - толщина пакета11", Й н с 1 - размеры входного и выходного растров; -, и Ц) - углы меж ду оптической осью и краями выходно 1го растра; с, и Ц - угли междуосью и краями выходного растра; 1 радиус внутренней цилиндрической поверхности; 1 - радиус наружной цилиндрической поверхности волокна.Н-К - неизогнутый участок волокна,добавленный для удобства изготовлениялинзы 2,Устройство работает следующим об"разом. Излучение входного объекта падает на входной растр 3, затем проходит ерез линзу 2 в пакет 1, Здесь в каждом слое независимо поток излучения дифрагирует на дифракционной решетке 4 и фокусируется ею на круге Роуланда - торце пакета 1. Затем снова поток проходит через волоконную линзу 45 2 на ее плоскую поверхность. 11 о плоской поверхности линзы 2 могут передвигаться вьпсодной растр 5 с фотоэлектронгьм умножителем. 11 оток излучения проходит через выходной растр 5 и попадает в фотоумножитель. Вьгходной ток фотоумножителя будет максимальным для тех положений выходного растра 5, при которых растр 5 точно совмещается с изображением входного ра 55 стра 3 в длинах волн, присутствующих в исследуемом спектре.В предлагаемом устройстве выходной растр 5 зеркально-симметриченвходному 3 для любого положения растра 5 на плоской поверхности линзы 2,То, что растр 5 зеркален растру 3,следует из основного уравнения отражательной дифракционной решеткиваап(, + яп Ц), = 019/п(1)вьп( + я 1 пЧ" = КИ 9/пб), (1)Ч Чя,Ч Чг.- углы, указанные на с 11 =Ь, (Зб)Можно расписать Ь, Ь, Ь и ЬоС аналогично формуле (2); Тогда гллучим из уравнения (Зб)(здесь К=1);п(9) - показатель преломления материала световодов пакетадлядлины волныИз формул (1) следуе, что еслиф )Цто С ) Ц 1, те. изображение1 урастра 3 будет зеркальным,Теперь покажем, что сохраняетсяразмер растра. Закон укладки волоконв волоконной линзы 2 подобран так,чтобы расстояние от середины плоскойповерхности линзы до волокна равнялось его радиусу изгиба и длине хор"ды, соединяющей середину цилиндричес"кой поверхности с торцом волокна, выходящим на эту поверхность.При этом по фиг.2;1 = К вз.пР,;йФ (2)ВПредставим ширины входного 3 ивыходного 5 растров (фиг.1) как разность расстояний от середины плоскзйповерхности линзы 2 до наружногокрая растра и от середины той же по"верхносги до внутреннего края растра;(Аналогично можно рассмотреть любой элемент растра 3 и показать, что его размеры сохраняются.В приборе вследствие наличия пакета 1 планарных световодов отсутствуют астигматизи всех порядков, искривление растров, сагиттальная кома. Применение фокусировки на круге Роуланда исключает меридиональную кому и кому децентровки. Определяющей является диФракционная аберрация ( 3 й 4-6 мкм).Интегральное исполнение прибора позволяет существенно упростить пользование растровым спектрометром, сделать его компактным, более легким и портативным.Формула изобретенияРастровый спектрометр, содержащийоптически связанные входной растр,27864 бвогнутую диракционную решетку и выходной подвижный растр, выполненныйзеркапьно симметрично входному растру, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения разрешения,он дополнительно содержит волоконнуюлинзу и пакет планарных световодов,вогнутая дифракционная решетка вы полнена цилиндрической со штрихами,параллельными образующей цилиндра,волоконная линза и пакет планарныхсветоводов размещены последователь- но по ходу луча между входным раст ром и вогнутой диФракционной решеткой,причем первый торец волоконной линзывыполнен плоским с размещенными нанем входным и выходным подвижным растрами, а второй торец волоконной линзы выполнен в виде цилиндрическойповерхности, радиус которой равенрадиусу круга Роуланда вогнутой ди- ракционной решетки, при этом рабочаяповерхность пакета планарных световодов выполнена с радиусом, равнымрадиусу второго торца волоконной линзы, и установлена вплотную к ней и квершине вогнутой дифракционной решетки.