Многоканальный спектрофотометр

(56) Гительзон И.И нальный спектроме ия, 1979, 19, М 5,Авторское сеид М 1200140, кл. 6 0 (54) МНОГОКАНАЛ МЕТР ельство СССР3/42, 1984. ЫЙ СПЕКТРОФОТОФатве и лучей ГОСУДАРСТВЕ).НЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 2(57) Изобретение отноСится к оптическому спектральному приборостроению. Цель изобретения - повышение точности измерений путем увеличения светопропускания, Излучение отражается от сканирующего зеркала 1 и поступает на набор автономных объективов 2. В фокусе каждого из объективов 2 размещена одна из зон многозональной полевойдиафрагмы 4, Далее в каждом канале излучение проходит светофильтр 5 и регистрируется фотоприемником Б. Между каждым автономным обьективом 2 и зоной диафрагмы 4 размещена ромбическая призма. Многоканальный спектрофотометр позволяет измерять излучение в одном поле одновременно несколькими спектральными каналами. 3 ил,Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения.Цель изобретения - повышение точности измерений путем увеличения светопропускания.На фиг.1 и 2 представлена оптическаясхема многоканального спектрофотометра(на фиг.1 - два измерительных канала и калибровочный канал, на фиг.2 - вид А нафиг.1, где показано раэветвление (как пример) восьми оптических измерительных каналов); на фиг.3 - изображение трехполевых диафрагм в пространстве обьектов.Спектрофотометр содержит сканирующее зеркало 1, автономные объективы 2,ромбические призмы 3, полевые диафрагмы(зоны) 4, паласовые светофильтры 5, фотоприемники 6, рассеиватель 7, диафрагму 8,линзу 9, поворотное зеркало 10, ось 11 симметрии,Сканирующее зеркало 1 выполненоединым для всех измерительных каналов иустановлено под углом 45 к оптическимосям автономных объективов с возможностью вращения на 360 вокруг оси 11 симметрии. Каждый измерительный каналвключает автономный обьектив 2, ромбическую призму 3, полевую диафрагму 4, полосовой светофильтр 5 и фотоприемник б.Автономные объективы установлены вплотную друг к другу в виде сотовой конструкциис взаимно параллельными оптическими ося ми.После каждого объектива 2 радиальноустановлены ромбические призмы 3, отражающие грани которых расположены подуглом 45 О к оптическим осям объективов.Длина призм 3 выбирается исходя из размеров фотоприемников, Полевые диафрагмы 4установлены непосоедственно после ромбических призм в фокальной плоскости обьективов 2. Полевые диафрагмы 4совместно с объективами 2 формируютмгновенное поле зрения оптической систедпмы, равное 2 ю = - , где бп - диаметр по 1олевой диафрагмы 4; 1 О - фокусноерасстояние объектива 2, Полосовые светофильтры 5 размещены после полевыхдиафрагм 4 перед фотоприемниками 6,Калибровочный канал построен по схемеколлиматора и включает рассеиватель 7 солнечного излучения, диафрагму 8, установленную в фокальной плоскости линзы 9,поворотное зеркало 10, расположенное подуглом 45 к оптической оси коллиматора иоси 11 вращения зеркала, Диаметр бк диафрагмы 8 и диаметр сЬ полевой диафрагмы 4 связаны соотношением Окйп" 1 к Ло, где1 1Ьк - фокусное расстояние линзы 9 коллима 1тора.Спектрофотометр работает в двух5 режимах: измерения и калибровки следующим образом,В режиме измерения световой поток поступает,от исследуемого объекта, напримерверхних слоев атмосферы Земли (фиг.1), на10 сканирующее зеркало 1 и направляется имна все автономные объективы 2; где послепрохождения ромбических призм 3 концентрируется на полевых диафрагмах 4, а затемрасходящимся пучком проходит интерфе 15 ренционные светофильтры 5 и падает нафотоприемники б, В каждом канале интерференционные светофильтры выделяют иэисследуемого потока монохроматйческийсвет в узком спектральном диапазоне, кото 20 рый преобразуется фотоприемником в электрический сигнал. Электрический сигналусиливается, преобразуется в цифровой коди поступает в блок системы управления,сбора и обработки информации (не показа 25 ны), Каждому фотоприемнику 6 соответствует свой канал регистрации. Регистрацияуровней сигналов многоканальным спектрофотометром осуществляется периодическичеоез промежутки времени 1= оп 1 ч, где30 бп - диаметр изображения полевой диафрагмы 4; ч - скорость ее сканирования,Спектральные каналы "опрашиваются" одновременно все и сигналы их, послепреобразования, направляются в блок дол 35 говременной памяти. Сканирующее зеркало1 изменяет ход луча при различных режимахработы прибора и обеспечивает сканирование изображений полевых диафрагм 4 поперек трассы полета космического аппарата.40 Угол обзора может быть выбран любой, например 96, что позволяет исследовать обширную площадь атмосферы Земли приразличных зенитных углах Солнца.В режиме калибровки сканирующее45 зеркало 1 поворачивается на 180 и фикси руется, Начало калибровки осуществляетсяв момент, когда вектор скорости приборанаправлен на Солнце, Световой поток отСолнца падает на рассеиватель 7, проходит .50 частично его и диафрагму 8, поступает налинзу 9, где коллимируется ею и направляется поворотным и сканирующим зеркалами во все измерительные каналы.Фотоприемники 6 вырабатывают электри 55 ческие сигналы, которые служат затем длясравнения с сигналами, полученными отобъекта.Исследуя относительные выходные сигналы, поступающие от прямой солнечной.Лончакова аэ 3201 Тираж 317 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССЫ 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101 радиации и отраженной атмосферой Земли, можно судить, например, о количественном общем содержании озона в атмосфере, а относительное изменение сигналов в спектральных каналах позволяет судить о распределении озона на различных уровнях атмосферы. Многоканальный спектрофотометр позволяет измерять солнечную радиацию, отраженную на различных высотах атмосферы (по глубине), в одном поле и одновременно восемью спектральными каналами. Таким образом, спектрофотометр позволяет глобально исследовать динамику распределения озона в атмосфере на различных ее уровнях, а при замене в приборе узкополосных светофильтров можно исследовать содержание и распределение других химических элементов в атмосфере,формул а и з обре те н ия Многоканальный спектрофотометр, содержащий оптически связанные сканирующее зеркало, объектив, многоэональную 5 полевую диафрагму, размещенную в фокальной плоскости объектива, оптический разветвитель, полосовые светофильтры и фотоприемники, Отличающийсятем,что, с целью повышения точности измерений пу тем увеличения светопропускания. обьективвыполнен в виде набора автономныхобьективов, в фокусе каждого иэ которых размещена одна эона многозональной полевой диафрагмы. при этом оптический разветвитель вы полнен в виде ромбических призм, каждаяиэ которых размещена по ходу луча между одним автономным объективом и зоной многозональной полевой диафрагмы.