Дифракционный монохроматор

Союз Советских Социалистических Роайуайии(51) М. Кл.2 б 013 3/18 соединением заявкиГосударственный комит 3) Приоритетубликовано 30.04. ета Министров СССРделам изобретений 53) УДК 535.8Бюллетеньи Откр та опубликования описания 06,05 2) Авторы изобретени ьев, А. В, Савушкин и Г. П. Старцев(71) Заявитель ИОННЫЙ МОНОХРОМАТОР 54) ДИФ Р - соответствен фракции;углы падения и ди Изобретенйе относится к спектральным приборам, а более конкретно - к дифракционным монохроматорам и может быть использовано, в частности, при спектральных исследованиях синхротронного излучения и удаленных источников.Известны монохроматоры с вогнутыми дифракционными решетками, предназначенные для работы в различных областях спектра,1. 10При достаточно хорошей фокусировке спектра в широкой области длин волн все они либо имеют сложных механизм сканирования, либо дают изображение с большими аберрациями. 15Ближайшим по технической сущности к изобретению является дифракционный монохроматор, содержащий вогнутую дифракционную решетку, входную и неподвижную выходную щели и механизм сканирования спектра, обес печиващий поворот решетки вокруг вертикальной оси 2.Такая конструкция не позволяет обеспечить незначительную расфокусировку.Целью изобретения является уменьшение расфокусировки.Цель достигается тем, что в известном ди. фракционном монохроматора, содержащем вогнутую дифракционную решетку, входную и неподвижную выходную щели и механизм ска- ЗО нирования спектра, обеспечивающий поворотрешетки вокруг вертикальной оси, входная ивыходная щели расположены по отношению кцентру решетки под углом 50 - 60, ось вращения решетки параллельна штрихам и касательна к ее вершине, а дифракционная решетка выполнена с переменным расстоянием между соседними штрихами, изменяющимся полинейному закону, причем коэффициент неравномерности шага нарезки выбран из условияминимума расфокусировки.Расстояние а между соседними штрихами урешетки с переменным шагом, изменяющимсяпо линейному закону, можно записать следу.ющим образом:о= о,(1+ц),где оо - расстояние между соседними штриха.ми у вершины решетки (при у=О);д - координаты точки на поверхности рещетки в направлении перпендикулярном штрихам;1 - коэффициент неравйомерйости шага,Условие фокусировки спектра для такой ре-.шетки при бесконечно удаленном источникйсвета имеет вид;р соотг сОво+ СОЕ + (, + )г - расстояние от центра решетки довыходной щели;)с - радиус кривизны решетки.Это условие фокусировки наиболее точновыполняется во всем диапазоне сканированиявыбором такого значения коэффициента неравномерности шага решетки, которое удовлетворяет следующему уравнению:Ьдг" Ы =-О,д,з.,где ф - угол поворота дифракционной решетки от положения, соответствующегонулевому порядку спектра;ф и ф, - значения угла ф соответственно, вначале и в конце диапазона сканирования.Решение этого уравнения даетгдеА (,) 1 1 соз-; -- соз(3 - 20) -- соз( - 20) - соз соз 2 1 6 2 г соз д (2 Ь - з(п 2)где 2 д - угол отклонения.Остаточная расфокусировка имеет минимальное значение для угла отклонения 2 О, равного 80 - 90 в положительном порядке спектра и 50 - 60 в отрицательном.На чертеже показана схема предложенного дифракционного монохроматора. Монохроматор содержит вогнутую дифракционную решетку с переменным шагом 1 и неподвижную выходну)о щель 2, механизм сканирования спектра 3,Излучение параллельным пучком йадает на дифракционную решетку с переменным шагом 1. Дифрагированное излучение фокусируется дифракционной решеткой на неподвижной выходной щели 2. Механизм сканирования спектра 3 может быть выполнен в виде синусного механизма, обеспечивающего поворот решетки 5 вокруг вертикальной оси, проходящей черезее вершину.Оптимальные значения угла отклонения икоэффициента неравномерности шага позволяют в десятки раз уменьшить расфокусиров ку по сравнению с прототипом. Например,при повороте решетки от 0,9 до 10 расфокусировка не превышает 0,04 мм, тогда как для прототипа она составляет 0,8 .мм.Формула изобретенияДифракционный монохроматор, содержащийвогнутую дифракционную решетку входную инеподвижную выходную щели и механизм сканирования спектра, обеспечивающий поворот2 О решетки вокруг вертикальной оси, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения расфокусировкн, входная и выходная щели расположены по отношению к центру решетки подуглом 50 - 60, ось вращения решетки параллельна штрихам и касательна к ее вершине,а дифракционная решетка выполнена с переменным расстоянием между соседними штрихами, изменяющимся по линейному закону,причем коэффициент неравномерности шага60 нарезки выбран из условия минимума расфо.кусировки,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, И. В. Пейсахсон Оптика спектральных6 о приборов, Машиностроение, Л 1970 г., с,228 в 2.2, М. ЯЫЬожзЫ апс 1 %, Яе 1 пгпапп, Хог 1- гпа 1 - ТпеЫепсе Мопосйгопа 1 ог )о 1 ог йе Ъосццгп П 1 гачс 1 е 1 Кайа(1 оп 1 гогп ап Еес 1 гоп4 о Яупсйго 1 гоп )о 1 йе Ор 11 са 18 ос 1 е 1 у о 1 Атег 1 са,57, 1, 112, 1967 г. (прототип),556348 Составитель М. Кротов Техред О. Тюрина Редактор Н, Коляда Корректор Н, Аук Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 995/16 Изд. Мо 400 Тираж 878 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, )К, Раушская наб., д 475