Интерференционный спектрометр

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 111935716(22) Заявлено 1 а 1 080 (21) 2993374/18-25 с присоединением заявки Й 9 Р 1 М К з 0 01 У 3/26 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(0888) Опубликовано 150682, Бюллетень Мо 22 Дата опубликования описания 15,0682(54) ИНТЕРФЕРЕНЦИОНННЙ СПЕКТРОМЕТР Изобретение относится к оптичес кому приборостроению и может быть использовано н качестве спектрального прибора высокой разрешающей силы для исследования широкого. круга физических явлений.Известен быстросканирующий спектрометр, содержащий последовательно расположенные на оптической оси входную диафрагму, коллимирующий объектив, сканирующий интерферометр, проекционный объектив, монохроматор предварительной дисперсии с Фотоприемником и светоделители для освещения интерферометра точечным источником, расположенным в фокусе коллимирующего объектива. Подвижная пластина интерферометра приводится н движение с помощью динамика. Форма приложенного к обмотке динамика напряжения определяет закон перемещения пластины, ччастота - скорость сканирования, а амплитуда задает диапазон изменения разности хода. Такой привод сканирования позволяет осущестнить. миллиметровые перемещения пластины за миллисекунды 1.Недостаток данного технического решения состоит в том, что при перемещении пластины н описанном интеоферометре вследствие действующих усэ корений имеют место деформации по" верхности пластины и колебания эле" ментов ее крепления, что приводит к нарушению постоянства промежутка между пластинами по апертуре в каждый Фиксированный момент времени, т.е. к нарушению плоскопараллельности пластин. Вследствие этого возникают искажения спектральных контуров, регистрируемых спектрометром, что приводит к затруднениям н регистрации спектров с высоким разре. шением.15 Наиболее близким к предлагаемомуявляется интерференционный спектрометр, содержащий последовательно расположенные на оптической оси входную диафрагмУ, коллимирующий объектив, сканирукщий интерферометр, проекционный объектин, монохроматор предварительной дисперсии с фотоприемником, элементы для освещения 25 интерферометра точечным монохроматическим источником, расположенным н фокусе коллимирукв 1 его объектива,контрольные Фотоприемники для измерения искажений волновых фронтон и блок иэЗ 0 мерения задержки 2)51015 временного интервала между соответствующими максимумами порядков для подвижного 10 и неподвижного 11 фотоприемников, отнесенного к периоду н следования максимумов порядков неподвижного опорного фотоприемника.Так, для каждой из выбранных фазперемещения пластины получают наборизмерений, соответствующих различным положениям подвижного фотоприемника 10. Вычислитель 13 осуществляет вычисление картф отклоненийпромежутков между пластинами от величины этого промежутка напротив неподвижного фотоприемника в каждойиэ Фаз. На основе этих карт произ водится корректировка поступакщейот основного приемника измерительнойинФормации.Не представляет технических трудностей определение плоскопараллель ности пластин с точностью А /200( Х - длина волны видимого света)при синусоидальном законе перемещения пластины с частотой 1 кГц и размахом, соответствукщим 100 порядкам 45 интеРференцииПри меньших скоростяхи размахе сканирования точность возрастает. 50 55 60 Формула изобретения Недостатком этого спектрометра является невозможность устранения влияния динамических искажений, возникающих в процессе сканирования.Целью изобретения является повышение точности путем обеспечения возможности коррекции результатов измерения с учетом динамических искажений вОлнового фронта, возникающих впроцессе сканирования.Эта цель достигается тем, что в интерференционном спектрометре, со держащем последовательно расположенные на оптической оси входную диаф" рагму,коллимирующий объектив,скани рующий интерферометр,проекционный объектив,монохроматор предварительной дисперсии с фотоприемником,элементы для освещения интерферометра точечным монохроматическим источником, расположенным в фо кусе коллимирующего объектива,контрольные Фотоприемники для измерения искажений волновых фронтов и блок измерения задержки, оди иэ контрольных фотоприемников снаб жен электромеханическим приводом, соединенным с вычислителем, к которому подключены оба контрольных фото приемника для измерения Фазовых искажений через блок измерения эадерж"ки, а также фотоприемник монохроматора.На чертеже представлена схема интерференционного спектрометра.Спектрометр содержит располо-. женные на одной оси входную диафрагму 1, помещенную в Фокусе коллимирующего объектива 2, интерферометр Фабри-Перо 3, сканирующий перемещением одной из пластин, проекционный объектив 4, в Фокусе которого помещена входная щель монохроматора 5 предварительной дис"персии с фотоприемником. В фокусеобъектива 2 с помощью светоделителяб помещен точечный источник монохроматинеского излучения 7.Светодели тельная пластина 8 направляет частьпотока с выхода интерферометра на светофильтр 9, за которым установлены два Фотоприемника - подвижный 10 и неподвижный 11. Сигналы с фото" приемников поступают в блок измерения задержки 12, связанный с вычислителем 13, который принимает сигналы от монохроматора 5 и управляет электромеханическим приводом 14, осуществляющим перемещение подвижного фотоприемника.Через интерферометр Фабри-Перо 3 проходит суммарный световой поток, состоящий из потока исследуемого источника и потока монохроматического йзлучения. Светоделитель 8 делит свет на две части. Первая часть проходит на монохроматор 5, измерительная инФормация с которого поступает в аычислитель 13 для обработки, а вторая - через светофильтр9, выделяющий монохроматическое излучение, попадает на фотоприемники10, 11, которые имеют достаточно малую апертуру по сравнению с апертурой интерферометра 3, Электрическиесигналы с Фотоприемников 10, 11 поступают в блок измерения задержки 12,где при каждом Фиксированном положении подвижного Фотоприемника 10 наразличных участках рабочего ходапластины измеряется фазовый сдвигмежду фотоэлектрическими сигналамиот подвижного 10 и неподвижного 11Фотоприемников, Сдвиг образуетсявследствие неравенства промежутковмежду пластинами интерферометра напротив Фотоприемников. Фазовый сдвигопределяется, например, измерением В спектрометре, построенном по данной схеме, компенсируются ошибки в регистрируемом спектре, возникающие из-за отступлений пластин интерферометра от плоскопараллельного расположения в процессе движения. Это выгодно отличает предлагаемый спектрометр от известных спектрометров без такой коррекции. Применение цифровой техники позволяет полностью автоматизировать работу устройства. Интерференционный спектрометр, содержащий последовательно расположен ные на оптической оси входную диаф935716 10 Составитель А.Качанедактор С.Тимохина Техред И. Гайду каренк орректо Тираж 887 ственного комитета СССобретений и открытий Ж, Рауыская наб., д каз 4194/40 ВНИИПИ Госуд по делам 113035, Москвадписное илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рагму, коллимирукщий объектив, сканирующий интерферометр, проекционный объектив, монохроматор предварительной дисперсии с фотоприемником, элементы для освещения интерферометра точечным монохроматическим источником, расположенным вфокусе коллимирующего объектива,контрольные фотоприемники и блокизмерения задержки, о т л и ч а ющ и й с я тем, что с целью повышения точности путем коррекциирезультатов измерения с учетом динамических искажений интерферирующихволновых фронтов в процессе сканирования, один из контрольных фотоприемников снабжен электромеханическим приводом с вычислителем, к которому подключены оба контрольных: фотоприемника через блок измерения задержки, а также фотоприемник монохроматора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Гав-ЯеапЫд Раг-, 2 ийгагед РаЬгу-Рего 1 1 пгегйегове 1 ег. АРР ОР ч. 14, 9 2, р. 460-464. 2. С.Негйапдег, А.О.М 1 И в, 6 еедЬасК БаЬИ швед РаЬгу-.Рего 1 Эпег-,йеговеег. АррР. ОрС., (. 12, Ю 1,1973, р. 126 - 129 (прототип).