Двойной дифракционный монохроматор с плоскими решетками

54) ДВОЙН НОХРОМАТ онныи монохромами работает следу- Я ешетке ядке. В и ровать ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И. В. Оптика спектральных. 2-е. - Л,: Машиностроение Изобретение относится к технической физике и может найти применение при разработке спектральной аппаратуры.Цель изобретения - повышение разрешающей способности монохроматора при увеличенных рабочих углах дифракции и при сохранении свободной области дисперсии, равной области, получаемой при работе в первом порядке спектра,На фиг, 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - изображение на выходе монохроматора.Двойной дифракционный монохроматор с плоскими решетками содержит входную щель 1, поворотное зеркало 2, коллимирующий объектив 3, дифракционную решетку 4, фокусирующий объектив 5, промежуточную щель 6, второй коллимирующий объектив 7, вторую дифракционную решетку 8, второй фокусирующий объектив 9, второе поворотное зеркало 10 и выходную щель 11,(57) Изобретение относится к технической физике и может найти применение при разработке спектральной аппаратуры, Цель изобретения - повышение разрешающей способности при увеличенных рабочих углах дифракции и при сохранении свободной области дисперсии, равной области, получаемой при работе в первом порядке спектра, Установленные в двойном монохроматоре дифракционные решетки имеют периоды, соотношение между которыми определяется иэ выражения б 2=К 2 б 1/К 1, где б 1 и б 2 - периоды первой и второй решеток; К 1 и К 2 - соответствующие рабочие порядки спектра каждой из них, причем К 1 и К 2 не имеют общих делителей. 2 ил. Двойной дифракцитор с плоскими решеткающим образом,Прошедшие через входную щель 1 исследуемое излучение последовательно отражается от элементов 2 - 5 и образует в плоскости промежуточной щели в спектр К 1 рабочего порядка, на который наложены 1-1 других спектров в пределах рабочего спектрального диапазона, а на длину волны излучения Й 1, проходящую через промежуточную щель, наложены 1-1 других длин волн (Л 1, Ж, А).Второй диспергирующий каскад содержит дифракционную решетку, работающую при том же угле дифракции, но имеющую другой период, который определяется из соК 2отношения б 2= б 1. При этом длинаК 1волны ЛК 1, дифрагирует на второй р под тем же углом, но уже в. К 2 пор этом же направлении будут дифрагналоженные на нее длины волн Й 1/2,Як 1 /3, и т.д. Остальные длины волн будутдифрагировать на второй решетке под другими углами и соответствующие им изображения спектральных линий будут полученыза пределами выходной щели, Остаточноеналожение спектральных линий и свободная область дисперсии будут соответствовать работе диспергирующих каскадов впервом порядке спектра. Сканированиеспектра осуществляется как обычно поворотом дифракционных решеток,Таким образом, недостаток оптическихсистем монохроматоров, работающих в высоких порядках спектра при больших углахдифракции, будет преодолен, что позволитих практически использовать для регистрации спектров с высоким разрешением.П р и м е р. Пусть в первом каскаде монохроматора установлена решетка 600 штр/мм,работающая в 4 порядке, а во втором каскаде решетка 480 штр/мм, работающая в 5порядке. Возьмем Лд =733 нм, дифрагировавшую под углом 65, В 4 порядке на неебудут наложены следующие длины волн внанометрах, дифрагировавшие в соответствующих порядках, указанных в скобках;2932 (1) 586 (5) 367 (8) 267 (11) 209 (14)1466 (2) 489 (6) 326 (9) 244 (12) 195 (15)977 (3) 419 (7) 293 (10) 225 (13) и т,д.Пусть рабочий спектральный диапазонмонохроматора в коротковолновой областиограничен длиной волны 200 нм, так какболее коротковолновое излучение. поглощается в атмосфере. Тогда на длину волны,прошедшую во второй каскад монохроматора 4 = 733 нм, будут наложены 13 другихдлин волн,Дифракционная решетка во.втором каскаде может направить под углом 65 длинуволны 733 нм в 5 порядке, а также следующие длины волн;3665 (1) 611 (6) 367 (10) 262 (14) 193 (18)1833 (2) 524 (7) 333 (11) 244 (15) и т,д.1222 (3) . 458 (8) 305 (12) 229 (16)916 (4) 407 (9) 282 (13) 204 (17)Сравнение этих длин волн с длийэмиволн, идущими из первого каскада, показывает, что с ними совпадают только 367 нм и244 нм, т.е, длины волн, равные 733/2 и 733/3, Только эти две длины волны и будут наложены на длину волны 733 нм на выходе двойного монохроматора, Остальные длины волн, прошедшие во второй каскад, будут 5 дифрагировать на второй решетке под углами, отличными от 65, а соответствующие им изображения спектральных линий будут сфокусированы за пределами выходной щели монохроматора.10 Эти же длины волн были бы пропущенымонохроматором, если бы в нем стояли две одинаковые решетки, работающие в первом порядке спектра, т.е. свободная область дисперсии предлагаемого монохроматорэ, 15 работающего в высоких порядках, сохранилась при увеличении рабочих углов дифракции.В то же время переход к рабочему углудифракции 65 от угла 13, соответствующе го получению длины волны 733 нм в первомпорядке дифракционных решеток, имеющих 600 штр./мм, позволяет увеличить разрешающую способность монохроматора в 9,3 раза.25 Двойной дифракционный монохроматор может найти применение при разработке высокоинформативной спектральной аппаратуры, предназначенной для контроля загрязнений окружающей природной ЗО среды.Формула изобретения Двойной дифракционный монохроматорс плоскими решетками, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения разреша ющей способности при увеличенных рабочих углах дифракции и при сохранении свободной области дисперсии, равной области, получаемой при работе в первом порядке спектра, его дифракционные решетки 0 имеют периоды, удовлетворяющие следующему соотношению: Кг б 1= - юг К 1 45где 01 и ог - периоды первой и второй решеток;К 1 и Кг - соответствующие рабочие порядки спектра каждой из них, причем К 1 и Кг 50 не имеют общих делителей,