Растровый спектрометр с селективной модуляцией

Номер патента: 1567892

Автор: Маркин

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСН) (ХРЕСПУБЛИК 9) (11) 51)" б 01,1 3/12 НИЯ СЕопт ия. Цесвето диапа растры оят из)с)д. Изобретение отно ическому приборо Цель изобретени ы и расширение ится к спектральнол троению.- увеличение свет спектрального диац с ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(54) РАСТРОВЫЙ СПЕКТРОМЕТРЛЕКТИВНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ(57) Изобретение относится к областческого спектрального приборостроенлью изобретения является увеличен и(силы и расширение спектральногозона, В растровом спектро метреимеют прямоугольный контур и сс стпрозрачных и непрозрачных полос,зона.На фиг. 1 представлена схема растро ного спектрометра; на фиг. 2 - пример про дельно компактной циклической последовательности периода А)== 11; на фиг. 3 -- соответствующий этой последовательности растр: на фиг. 4, 5 - функции пропускания раст.рового спектрометра при работе выходного растра на пропускание и отражение соответственно; на фиг. 6 - результирующая аппаратная функция спектрометра.Растровый спектрометр с селективной модуляцией содержит входной растр 1, монохроматор, состоящий из коллиматорного объектива 2, диспергирующей системы 3 и фокусирующего объектива 4, выходной растр 5, систему исключения постоянной состав ляющей из объективов 6 и 7 и модулятора,8, приемно-регистрирующую систему 9. Дисперванне которых соответствует чередованию единичных и нулевых р", )очих элементов. Это чередование соотне ствует предельнс компактной циклической последовательности. Рабочие элементы в каждом растре размсцсены наклонно по Отношению к прямоугольному контуру. Число рабочих элемецто 1, укладываюцсихся по полю каждо.) Из растров в направлении дисперсии монохроматопа, хотя бы на единицу меньше периода цц(лцеской последователс.ности. Число рабочих элементов, укладывающихся по почю растров в направлении, перпендикулярном дис .рсии, ранно целому числу периодов циклич(скои последовательности. В спектром:тре упрс)щается конструкпин за счет исключ(ниц 1 рс,чнартельно (1 и. ьтр;Нии из;1 с. ния. с) и.: гпру ) .,. с исгема 3;редставляе) соб 1, например, дифракционцую решетку. НепО- зрачныс элементы выходного растра 5 выполнены зеркальными. Модулятор 8 имее Г ЗЕрКП) ),Ь)Е ЛаММЕЛИ 111)с)ЗрЧцьС ц Нсц О зраН 1 ь)в Улсменты растрос) выполнень в нидс: 1 авны( по ширине и царнллельпы с у Д Р У ПОЛОС, Ч(РЕД(На Ц И(. КО ГОР Ью. СО(;1 . ветс;нует чередованию еднничпых и нулсньх элементов пргдсльн(1 кол .Нтной циклич(с. кои пос:1(дОнатс.л ьност и ( и , 2) .1,. я )б(с. печения контура аппара Гной функции без побочньх максимумов число рабочих лсмец п)в, укладывающихся по Олк) растров в на- Гр).н ции;сп персии, .) 1; тя б 1 нз с ли меньше перис)да у соотвстствующец цикли ЧЕСКОй Пс)СЛЕдОВатЕЛЬНОСтн, ЧИСЛО ПрОЗраЧ- ных и цс прозрачных ) емс цтов ) клпд. иающихсн НО полю растров в направлении, псрцецдикулнрОм дцс 1 срсци, % р;внцст и целому числу периодон цпкличсскои пос,)с довател ьцост и, т е. ) :А - 1 и А= - 1 где 1=1, 2, 3, В варианте конкретно Овыполнения растров (фиг. 3) %=11, Х,=Л/ -- 1 =10, Мг=111=11. При расположении растров в оптической схеме направление полос выходного растра совпадает с направлением изображений полос входного растра в плоскости выходного растра.Устройство работает следующим образом.Излучение от исследуемого источни ка проходит прозрачные элементы входного раст ра 1, попадает на коллиматорный объектив 2, который формирует параллельный пучок и посылает его на диспергирующую систему 3. Разложенное в спектр излучение попадает на фокусирующий объектив 4, который строит ряд смещенных друг относительно друга в направлении дисперсии монохроматических изображений входного растра 1 на выходном растре 5. Если площадь выходного растра разбить на узкие сечения в на правлении, перпендикулярном дисперсии, то распределение пропуска ни я и отражения вдоль этого сечения, а также распределение освещенности в каждом таком сечении моно- хроматических изображений входного растра будут описываться циклической последовательностью длиной в целое число ее периодов. Причем распределение отражения в указанных сечениях выходного растра будет соответствовать дополнительной циклической последовательности, которая образована из исходной заменой единичных элементов на нулевые, а нулевых - на единичные. Величина монохроматического потока, прошедшего и отраженного от каждого такого сечения выходного растра будет определяться соответственно значениями функций авто- корреляций исходной последовательности и функции корреляции исходной последовательности и дополнительной к ней. Под автокорреляционной функцией и корреляционной функцией понимается зависимость суммы произведений взаимно-совпадающих членов последовательностей от величины циклического сдвига между этими последовательностями. Предельно компактные циклические последовательности имеют двузначные автокорреляционную и корреляционную функции. Т. е. если величина циклического сдвига между последовательностями равна нулю, то значение автокорреляцион ной функции равно (%+ 1)/2%, а корреляционная функция при этом обращается в нуль, Если же величина циклического сдвига между последовательностями становиться больше единицы, то автокорреляционная и корреляционная функции принимают значение (Л/+ 1)/4%, которое при увеличении циклического сдвига не меняется.На длине волны настройки Хо монохроматическое изображение входного растра 1 в точности совпадает с выходным растром 5. При этом величина циклического сдвига между последовательностями, описывающими пропускание (отражение) каждого сечения выходного растра 5 в направлении, перпендикулярном дисперсии, и последовательностями, описывающими в этих же сечениях распределение освещенности монохроматического изображения входного растра, равна нулю. Поэтому величина потока, прошедшего выходной растр, будет пропорциональна площади выходного растра 5 о.Ро- -5,(У+1)/2%, а величина потока, отраженного от выходного растра, будет равна нулю.10 Для других длин волн Х; монохроматические иэображения входного растра 1 не совпадают с выходным растром 5 и площадь их взаимного пересечения 5; тем меньше площади выходного растра 50, чем дальше 1 длина волны Х, отстоит от длины волны настройки Хо. Если длина волны ц отличается от Хо на величину большую, чем разрешаемый спектральный интервал, то значение циклического сдвига между последовательностями, описывающими в каждом пер пендикулярном дисперсии сечении распределение пропускания (отражения) выходного растра и распределение освещенности совпадающего с н им сечения монохроматического изображения входного растра, больше единицы. Поэтому величины прошедшего через выходной растр и отраженного от него монохроматического потока одинаковы и пропорциональны площади пересечения выходного растра и монохроматического изображения входного растра 5,:Р; 5(%+1)/4%.30 Проходящий и отраженный от выходного растра потоки г"1 и Рг (фиг. 4, 5) зеркальными объективами 6 и 7 направляются на вращающийся модулятор 8 с зеркальными ламмелями. При вращении модулятора 8 в приемно-регистрирующую систему 9поочередно поступают световые потоки, прошедшие через растр 5 и отраженные от него. Приемно-регистрирующая система 9 настроена на частоту модуляции и регистрирует разность Р - Рг=Ро+Р - Р =Го, т. е.только переменный сигнал от светового потока с длиной волны настройки Хо (фиг. 6), Изменение этой длины волны, т, е. сканирование спектра, осуществляется поворотом диспергирующей системы 3.В растровом спектрометре прозрачные и 4 непрозрачные рабочие элементы расположены по полю растров в соответствии с чередованием нулей и единиц предельно компактной циклической последовательности, Однако в предлагаемом спектрометре целому окислу периодов циклической последователь ности соответствует пропускание сечениярастров не параллельного, как в прототипе, а перпендикулярного направлению дисперсии. Такое расположение рабочих элементов растров сохраняет аппаратную функцию беэ побочных максимумов и высокое разрешение,определяющееся шириной рабочего элементав направлении дисперсии, а также обеспечивает преимущества спектрометра, которые заключаются в двукратном увеличении светосилы за счет использования всей площади выходного растра и упрощении конструкции за счет исключения предварительной фильтрации излучения.Формула изобретенияРастровый спектрометр с селективной модуляцией, содержащий оптически связанные монохроматор с входным и выходным растрами, имеющими прямоугольный контур и состоящими из прозрачных и непрозрачных полос, чередование которых соответствует чередованию единичных и нулевых элементов в одной и той же предельно компактной циклической последовательнос 6ти, систему исключения постоянной составляющей и приемно-регистрирующую систему, отличающийся тем, что, с целью увеличения светосилы и расширения спектрального диапазона, рабочие элементы растра размещены по полю растра наклонно по отношению к его прямоугольному контуру так, что число рабочих элементов растра, укладывающихся по полю каждого из растров в направлении дисперсии монохроматора по крайней мере 10 на единицу меньше периода предельно компактной циклической последовательности, а число рабочих элементов растра, укладывающихся по полю каждого из растров в направлении, перпендикулярном дисперсии мо.нохроматора, равно целому числу периодов предельно компактной циклической последо.вательности,1567892л,Фиг, бСоставительС. Иванов Редактор А. Долинин Техред И. Верес Корректор Л. ПатайЗаказ 1316 Тираж 424 Поднисное ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно. издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Смотреть

Заявка

4280271, 07.07.1987

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Р-6681

МАРКИН ЮРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01J 3/12

Метки: модуляцией, растровый, селективной, спектрометр

Опубликовано: 30.05.1990

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1567892-rastrovyjj-spektrometr-s-selektivnojj-modulyaciejj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Растровый спектрометр с селективной модуляцией</a>

Похожие патенты