Монохроматор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 51)5 0 01 1 3/ 7Золотени спектраль. 151-152.е схемы ой диспе промыш 4) МОНОХРОМАТО(57) Из оптичес роения. повышени пропуск ляемого входную к областирибороствляетсятральногоости выдее черезколлиманос етение рального бретенияциента спе ого спе Целью и коэ ния и монохроматич излучения. Излучен щель 1 попадает на Фь) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР ИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Пейсахсон И,В. Оптиканых приборов, - Л., 1970,Пейсахсон И.В, Оптическмонохроматоров с многократсией. - Оптико-механическаленность, 1969, Ф 6, с.50,801562 1 2торное зеркало 2 и далее параллельным пучком на решетку 3. Щели монохроматора расположены вдоль перпендикуляра к плоскости главного сечения решетки 3 с противоположных сторон этой плоскости, На нормали к решетке 3 установлено плоское автоколлимационное зеркало 4. Излучение с длиной волны Л, дифрагировавшее на решетке 3 во втором йорядке, совпадает с излучением той же длины волны, цифрагировавшем на решетке 3 в обратном ходе в первом порядке. Нормаль к зеркалу 4 совпадает с нормалью к решетке 3. Сложение излучения одной и той же длины волны в первом и втором порядках дифракции повышает монохроматичность излучения. Монохроматор может найти применение для исследования спектров с малой интенсивностью излучения и поглощения. 1 ил.КЛИзхп+ вхп Ч сов 6 где , Ч -Изобретение отноСится к оптическому спектральному приборостроению,Целью изобретения является повышение коэффициента спектрального про 5пускания и монохроматичности выделяемого излучения.На чертеже представлена оптическаясхема монохроматора,Монохроматор содержит входную щель1, коллиматорное зеркало 2, дифрак, ционную решетку 3, установленную свозможностью поворота вокруг оси, лежащей в плоскости дифракционной решетки параллельно ее штрихам, плоское автоколлимационное зеркало 4, за. крепленное, например, на общем с дифракционной решеткой кронштейне(платформе) и тем самым имеющее возможность совместного поворота с ди"фракционной решеткой 3 вокруг ее осивращения, выходную щель 5,Монохроматор работает следующим1 образом. 25Исследуемое излучение от входной щели 1 попадает на коллиматорное зеркало 2, которое направляет сформированный параллельный пучок излучения на дифракционную решетку 3. Учитывая, что щели монохроматора расположены вдоль перпендикуляра к плоскости главного сечения дифракционной решетки 3 с противоположных сторон этой плоскости и центры щелей 1 и 5 из центра коллиматорного объектива 2 видны под/угламии 6, а их проекции. на эту плоскость совпадают, можно записать соотношения для лучей, падающих под; углом 6 к плоскости главного сечения 40 дифракционной решетки 3 углы, образуемые с нормалью к дифракционной решетке 3 проекциями лучей50 соответственно падающего и дифрагированного пучков на плоскость ее главного сечения,угол, образованный между падающим пучком лучей и55 его проекцией на плоскость главного сечения дифракционной решетки 3; 6- угол между дифрагировавшим от решетки пучком лучей и его проекцией наплоскость главного сечения дифракционной решетки 3;К - порядок спектра;Л - выделяемая длина волныспектра;И - число штрихов дифракционной решетки на единицудлины.Так как проекции входной.и выходной щелей на плоскость главного сечения дифракционной решетки 3 совпадают, то для определенной длины волны Ь во втором порядке ц= ц- проекция угла падения равна проекции угла дифракции, и выражение для дифракции запишется оЛИ впар+ впу = --- , 6 = -6 (2) сов 6Подставляют з 3.п ц вместо в Ы 9 ,так как они для этой Л равны, тогдав Ы ср равен Выражение для дифракции в 1-м поядке:- ю Щ вхпр+ вхп (4) соябНаходят синус угла дифракции для этой же длины волны, которая попадает в выходную щель во втором порядке;подставляют вместо зпр выражение(3) для дифракций во втором порядке,тогда, учитывая, что Л одна и та же,Ж ЬИ зп О. сов сов 6Таким образом, проекция лучей 1-го порядка Л, попадающей во 2-м порядке в выходную щель, пойдет вдоль нормали к плоскости дифракционной решетки 3.Установив перпендикулярно нормали к дифракционной.решетке 3 на пути лучей плоское автоколлимационное зер15627 кало 4, тем самым направляют дифрагировавший в 1-м порядке луч так, что его проекция направлена по нормали к дифракционной решетке 3 в обратном направлении, т.е. по тому же пути.5 В самом деле проекция угла дифракции на решетку 3 в прямом ходе и обратном является гроекцией угла падения на решетку и равна О. Сам пучок лучей в вертикальной плоскости при отражении изменяет знак угла: Ь" = -б.Для проекции излучения при дифракции на решетке 3 рассматриваемой Л в 1-ом порядке в обратном ходе можно записать / лы 20Из 3 п цсоз 55/Вгде- угол между главной плоскостью и дифрагировавшим вобратном ходе пучком излучения 2-го порядка.Приравнивая по -6", получают 6 =Ф=Ь, тогда выражение (5) можно запи- сать Подставляют вместо правой части выражение (2), так как Д одна и та же для 1-го и 2-го порядков, тогда/зьп ц" =зьпф Это означает, что проекция угла дифракции на решетке 3 в 1-м порядке в обратном ходе совпадает с проекций угла дифракции той же Л во втором порядке.Рассматривают углы дифракции в вертикальной плоскости для 1-го и 2-го порядков. Для 2-го - 6, дляи1-го, приравнивая по 6 , получают - 6= - 6 щ. Таким образом, и в верти- калькой плоскости углы дифракции в направлении коллиматорного зеркала 2 совпадают, тем самым совпадает излучение 1-го и 2-го порядков одной длины волны Ь, попадающее в выходную щель 5, Таким образом, на выходной щели 5 получают суммарное излучение 1-го и 2-го порядков одной длины волны одинаковой двухкратной дисперсии.Следовательно, излучение в длиной волны Л, дифрагировавшее на дифракционной решетке 3 во втором порядке, совпадает с излучением той же длины, дифрагировавшем на дифракционной решетке в обратном ходе в 1-м порядке,25 30 35 40 45 50 176если в 1-м порядке проекция угла дифракции на цлоскос гь главного сечения дифракционной решетки 3 и проекция угла падения на ту же плоскость в обратном ходе равнынулю,Поворачивая дифракционную решетку 3 вокруг оси, находящейся в ее плоскости параллельно штрихам, т.е. перпендикулярно плоскости главного сечения решетки, совпадающей с главной плоскостью монохроматора, и в то же время располагая автоколлимационное зеркало 4 так, чтобы его нормаль совпадала с нормалью к дифракционной решетке 3, получают на выходной щели 5 спектр суммарного излучения 1-го и 2-го порядков, совпадающих по длинам волн.Увеличение интенсивности в этомслучае достигается ем, что излучение 2-го порядка, дифрагировавшегоот дифракционной решетки на коллиматорное зеркало и выходную щель, складывается с излучением 1-го порядкатой же длины волны, дифрагировавшемот дифракционной решетки на плоскоеавтоколлимапионное зеркало и, отразившись от него, вторично дифрагировавшем на дифракционной решетке внаправлении коллиматорного зеркала ивыходной щели. Вследствие сложенияизлучения одной и той же длины волныог 1-го и 2-го порядков на выходнойщели повышается и монохроматичностьизлучения по отношению к известномумонохроматору.Таким образом, предлагаемое решение увеличивает интенсивность и повышает монохроматичность выделяемогомонохроматором излучения,На чертеже, как пример, представлена схема расположения оптическихэлементов, в которой плоское автоколлимационное зеркало 4 и дифракционная решетка 3 имеют жесткую связьотносительно друг друга, их нормали,проведенные из центров, совпадают ипри сканировании они совместно поворачиваются вокруг общей оси, располо 1женной в плоскости дифракционной решетки параллельно ее штрихам.Монохроматор может найти применение для исследования спектров с малой интенсивностью излучения и поглощения.Формула изобретенияМонохроматор, содержащий оптически связанные входную щель, коллима. -1562717 Составитель С.Иванов Техред И.Ходанич КорректорТ,Палий Редактор И.Горная Тираж 425 Подписное Заказ 1055 ВНИИПИ Государственного комитета пб изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,101 торное зеркало, дифракционную решетку, установленную с воэможностью поворота вокруг оси, лежащей в плоскости дифракционной решетки параллельно ее штрихам, плоское автоколлимацион 5 ное зеркало и выходную щель, при этом главный фокус коллиматорного зерка" ла, его центр и центр плоского автокаллимационного зеркала размещены в плоскости главного сечения дифракциойной решетки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения коэффициента спектрального пропускания и монохроматичности выделяемого излучения, плоское автоколлимационноезеркало установлено перпендикулярнок нормали, проведенной иэ центра дифракционной решетки и с возможностьюповорота совместно с дифракционнойрешеткой вокруг ее оси поворота, приэтом входная и выходная щели размещены вдоль линии, соединяющей ихцентры и параллельной штрихам дифракцион"ной решетки симметрично относительноглавного фокуса коллиматорного зеркала.