Дифракционный полихроматор

СОЮЗ СОВЕТСКИХсОциАлистическихРЕСПУБЛИК 5 ЛХ 17 ОО 386 А 01 3 3/18 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ излучение источника на Г между нормалью к в направлением на входн ходную щель. Угол нутому зеркалу и ю щель удовлетвоА - ст 9 где / -сится к оптиострое нию.маторы с вшетками, прразличных скому ется полихроматор, содержащии тель, входную щель, вогнутую дифра ную решетку и кассету с выход и щелями, Такая конструкция полихроматора при большой дисперсии обладает значительным астигматизмом второго порядка, который ухудшает разрешающую способность и снижает отношение сигнал-шум.Цель изобретения - увеличение разрешающей способности и отношения сигнал/шумУказанная цель достигается тем, что в дифракционном полихроматоре, содержащем оптически связанные осветитель, снабженный источником излучения и вогнутым зеркалом, входную щель. во ну ую дифракогнутыми едназна- областях сокой разрешающей дают большими габатосилой, Увеличение ние габаритов прибоем же оптическим схеезкому ухудшению бности и отношения по техническои сущу изобретению явля ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Стожарова К,А. Вогнутая голографическая дифракционная решетка в схеме с фокусировкой на круге Роуланда,Оптико-механическая промышленность, 1981, М 12, 30-32,Виноградов А,В. и др. Зеркальная рентгеновская оптика, Л.: 1989, с. 288.(57) Изобретение относится к оптическомуспектральному приборостроению. Цельизобретения - увеличение разрешающейспособности и отношения сигнал-шум. В полихроматоре осветитель содержит сферическое вогнутое зеркало, фокусирующее Изобретение относпектральному прибоИзвестны полихрдифракционными реценные для работы вспектра,При достаточно вспособности они обларитами и низкой свесветосилы и уменьше, ров, построенных по тмам, приводит к рразрешающей спососигнал/шум.Наиболее близкимности к предлагаемом ет условию Г = агст 9 -9 1+С ия излучения на диф- угол дифракции дл новленной в середи огодиапазона; С=О,сточника излучения д т вогнутого зеркала деляется условием г диус кривизны зерка ии астигматизма вто матор обеспечивает уширину аппаратно дошвы линии по сугол паден решетку; Р щели уста спектральн яния гот и зеркала и о щели опре где В - ра компенсац ка полихро лучшую пол ширину по прототипом ракционную я выходной не рабочего 5 - 1. Расстоо вогнутого до входной = В созГ, ла, За счет рого поряд- в 2-4 раза и функции и равнению сз 1 п ели 3 до яние от вход а первого в данной опт тигматиз етки вэаи м второго мно комционную решетку и кассету с выходными щелями, вогнутое зеркало осветителя выполнено сферическим, а угол Рмежду нормалью к нему и оптическойосью, соединяющей вогнутое зеркало свходной щелью, удовлетворяет условию Р=щ А - сщ=агстцфгде А - угол между опти 1+Сческой осью, соединяющей входную щель свогнутой дифракционной решеткой и нормалью к ней; Р - угол между нормалью квогнутой дифракционной решетке и оптиче, ской осью соединяющей вогнутую дифракционную решетку с выходной щелью,размещенной в середине рабочего спект рального диапазона, С = 0,5 - 1, при этомрасстояния г от источника излучения до вог нутого зеркала и от вогнутого зеркала довходной щели удовлетворяют соотношениюг= Я сазГ., где й - радиус кривизны вогнутого зеркала,На чертеже показана схема дифракционного полихроматора,Полихроматор содержит щель 1, являющуюся источником излучения осветителя,зеркало 2 осветителя, входную щель 3,дифракционную решетку 4 и кассету 5 свыходными щелями. Входная щель 3 полихроматора может быть выполнена как в виде диафрагмы, так и в виде зеркальногоколлектива. Входной щелью осветителя может служить источник или его изображение.Полихроматор работает следующим образом.Излучение, вошедшее в осветитель через щель 1, попадает на зеркало 2, отражается от него, а через входную щель 3полихроматора попадает на вогнутую дифракционную решетку 4, Дифрагированноеизлучение различных длин волн фокусируется на выходных щелях кассеты 5, расположенных на круге Роуланда, Соотношениямежду параметрами оптической схемы получены следующим образом. Член разложения в степенной ряд функции оптическогопути, соответствующий астигматизму второго порядка, вычисляется по формуле где г - рассто ной щрешетки 4,г - расстояние от решетки 4ной щели на кассете 5К - коэффициент астигматизмпорядка решетки 4, работающейической схеме.Для того, чтобы аспорядка зеркала и реш 5 10 15 20 30 35 40 45 пенсировались, необходимо выполнениеусловия Р реш. Р зер,Учитывая, что на круге Роуланда г = Йх1хсоз А, г = В соз Р, коэффициент астигматизма зеркала равен (-2 созР), и обозначив С = (1-К) решетки, можно записатьР = агстдс А - ст1+СПринимая во внимание тот факт, что в современных полихроматорах используются решетки с искривленными штрихами, обладаощими свойством компенсации астигматизма, можно считать, что коэффициент астигматизма решетки не превышает 0,5, следовательно С =0,5 - 1, По изложенной выше методике были рассчитаны параметры оптической схемы полихроматора с решеткой 2400 мм , с оадиусом кривизны 500 мм, размером 40 х 30 мм и сферическим зеркалом с радиусом кривизны 500 мм, угол падения излучения на которое равен 9. Преимущества полихроматора по сравнению с прототипом продемонстрированы в таблице, в которой приведены полуширина аппаратной функции (АФ) и ширина подошвы аппаратной функции(ПАФ), от которой в значительной степени зависит величина отношения сигнал/шум, для настоящего полихроматора и прототипа с решетками 2400 и 3600 штр/мм.Как видно из таблицы, настоящий полихроматор обеспечивает в 2 - 4 раза лучшую полуширину аппаратной функции и ширину подошвы линии, чем прототип.Формула изобретения Дифракционный полихроматор, содержащий оптически связанные осветитель, снабженный источником излучения и вогнутым зеркалом, входную щель, вогнутую дифракционную решетку и кассету с выходными щелями, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения разрешающей способности и отношения сигнал/шум, вогнутое зеркало осветителя выполнено сферическим, а угол Г между нормалью к нему и оптической осью, соединяющей вогнутое зеркало с входной щелью, удовлетворяетусловию Р=ц А - сщ= агсто; где А - угол между оптиче 1+Сской осью, соединяющей входную щель с вогнутой дифракционной решеткой и нормалью к ней; Р - угол между нормалью к вогнутой дифракционной решетке и оптической осью, соединяющей вогнутую дифракционную решетку с выходной щелью, размещенной в середине рабочего спектрального диапазона; С = 0,5-1, при этом расстояния г от источника излучения до вог1700386 Составитель С.ИвановТехред М,Моргентал Корректор Э.Лончакова Шаго еда Заказ 4460 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 агарина, 101 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгор нутого зеркала и от вогнутого зеркала до входной щели удовлетворяют соотношению г= В созГ,где В - радиус кривизны вогнутого зеркала.