Устройство для получения оптического излучения с заданным спектральным составом

О П И С А Н И Е (п)872978ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски нСоциалистическиеРеспублик(51)М. Кл. 0 01 1 3/10 с присоединением заявки М Ьеудврстеенный квинтет СССР аф дези зевретеннй в втнрытнйЛата опубликования описания 15 10 81(72) Авторы изобретения А.В,Ильинский и Г.Г.Ишанин 3Ленинградский институт точной механики ег онтизи(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГОИЗЛУЧЕНИЯ С ЗАДАННО СПЕКТРАЛЬНЬИОСТАВОИ 1Изобретение относится к спектральному дриборостроению и может быть использовано для имитации природных объектов с целью проведения энергетических испытаний оптико-электронныхсистем,5Известны устройства для получения оптического и:Чучения с заданным спектральным составом, содержащие источник излучения с конденсатором и ддойной монохроматор с вычитанием дисперсий, включакнций первый объектив с установленной в его переднем фокусе входной щелью, равномерно, освещенной источником излучения, первый диспергируквций элемент, установленный1 после первого объектива и служащий для разложения света в спектр, рас". положенный после диспергирующего элемента первый объектив камеры фокуФ30 сирующнй спектр, спектральную маску, установленную в плоскости спектра, второй объектив камеры, передняя фокальная плоскость которого .совпадает со спектральной маской, второй диспергирующий элемент, установленный после второго объектива камеры и служащий для сложения света по спектру, второй объектив установленный после второго диспергирующего элемента, с установленной с в его заднем фокусе выходной щелью .1.Недостатком известных устройств является уменьшение точности и воспроизведения заданного спектрального состава изучения при малых. высотах входной и выходной щелей двой" ного монохроматора, что связано с технологическими трудностями точного изготовления спектральной маски с малыми размерами. Этот недостаток не позволяет непосредственно использовать выходную щель в качестве имитатора точки, т.е. в качестве ими; татора удаленного реального объекта с малым угловым размером, предназ" наченнш.о для энергетических испытаний оптико-электронных систем.Кроме того, наличие спектральной маски приводит к раэноспектральности излучения по,высоте выходной щели. Разноспектральность излучения по высоте выходной щели затрудняет использование известных устройств для имитации природных объектов с целью проведения энергетических испытаний оптико-электронных .систем, заставляя.применять шаровые диффузоры для перемещения излучения, которые, как известно, ослабляют излу-, чение, Недостатком известных устройств является также сложность сопряжения задней фокальной поверхности перво,го объектива камеры с передней фокальной поверхностью второго объектива камеры, заключающаяся в применении двухсложных многокомпонентных ахроматизированных объективов камеры с выровненной факальной поверхностью. 5 1020 50 Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство для полученйя оптического излучения с заданным спектральным составом, содержащее источник излученияе конденсатором и двойной монохроматорс вычитанием дисперсий, включающийпервый объектив с установленной в30его переднем фокусе входной щелью,освещенной источником излучения,диспергирующий элемент, установленный после первого объектива по ходулуча и служащий одновременно для раз 35ложения и сложения света по спектру;расположенный за диспергирующим элементом объектив камеры с установленным в его задней фокальной поверхности сферическим отражателем и спек 40тральной маской, второй объектив сустановленной в его заднем фокусевыходной щелью, расположенный последиспергирующего элемента и отклоняющей прямоугольной призмы по ходуотраженного от сферического отража 45теля луча. В этом устройстве устранена сложность сопряжения заднейфокальной поверхности первого объектива камеры с передней фокальнойповерхностю второго объектива камеры, так как йункции первого и втосрого объективов камеры выполняютсяобъективом относительно простой конструкции с установленным в его задней фокальной поверхности сферичесГ 1ким отражателемНедостатком известного устройства,является уменьшение точности восйроизведения заданного спектрального состава с уменьшением высот выходной и входной щелей, что связано с технологическими трудностями точного изготовления спектральной маски с малыми размерами, а это не позволяет непосредственно использовать выходную щель в качестве имитатора точки. Кроме того, для этого устройства характерна разноспектральность излучения по высоте выходной щели, Указанные недостатки затрудняют использование устройства для имитации природных объектов.Целью изобретения является повышение точности воспроизведения заданного спектрального состава выходного излучения при малых высотах входной и выходной щелей, эа счет устранения разноспектральности излучения по высоте выходной щели двойного монохроматора,Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для получения оптического излучения с заданным:спектральным составом, содержащем источник излучения с конденсором и двойной монохроматор с вычитанием дисперсий, включающий первый объектив с установленной в его переднем фокусе входной щелью, освещенной источником излучения, диспергирующий элемент, установленный после первого объектива по ходу луча и служащий одновременно для разложения и сложения света по спектру, расположенный за диспергйрующим элементом объектива камеры с установленным в его задней фокальной поверхности сферическим отражателем, второй объектив с установленной в его заднем фокусе выходной щелью, расположенный после диспергирующего элемента и отклоняющей прямоугольной призмы по ходу отраженного от сферического отражателя луча, сферический отражатель выполнен в виде совокупности сферических зеркал, ограниченных плоскостями, перпендикулярными направлению дисперсии, и установленных с возможностью поступательного перемещения в направлении, перпендикулярном направлению дисперсии, за объективом камеры установлен растр в виде решетки, направление штрихов которой совпадает с йаправлением дисперсии диспергирующего элемента,причем ширина штрихов решетки фастра не меньше расстояния между ними.Устранение разноспектральности излучения по высоте выходной щели двойного монохроматора достигается за счет того, что заданный спектральный состав формируется путем заданного ослабления излучения различных длин волн на растре при смещенных сферических зеркалах отражателя. При этом растр одинаковым образом воздействует на спектральный состав освещенности в различныхпо высоте точках выходной щели двойного монохроматора. Следствием устранения разноспектральности излучения по высоте выходной щели является независимость точности воспроизведения заданного спектрального состава излучения от высоты выходной щели двойного монохроматора,01520 40 На чертеже приведена оптическаясхема устройства для получения оптического излучения с заданным спектраль. ным составом.Устройство имеет источник излу- чения 1 (ленточная лампа накаливания или черное тело) с конденсором 2, служащим для освещения входной щели 3 двойного монохроматора излучением .источника 1, Линза 4, установленная перед входной щелью 3, уменьшает .виньетирование в системе, Входная щель 3 установлена в переднем фокусе объектива 5, служащего для получе ния коллимированного пучка лучей, необходимого для работы диспергирующего элемента, выполненного в виде двух последовательно расположенныхспектральных призм б. За призмами 6 по ходу луча установлен объектив 7 камеры, служащей для фокусировки спектра, с установленным в его задней фокальной поверхности сферическим отражателем 8. Сферический стра жатель выполнен в виде, например, пяти сферических зеркал, ограниченных плоскостями, перпендикулярными направлению дисперсии. Зеркала отражателя имеют общий центр кривизны и радиус, равный фокусному расстоя-, нию объектива 7 камеры. Каждое зеркало отражателя имеет возможность линейного перемещения перпендикулярно направлению дисперсии с помощью ф 55 например, винтовых механизмов с направляющими поступательного движения (на чертеже не показаны) . В плоскости, проходящей через центр кривиз ны сферического отражателя 8 перпендикулярно оптической оси объектива 7 камеры, установлен растр 9, выполненный в виде решетки, направление штрихов которой перпендикулярно преломляющим ребрам спектральных призм 6. Между диспергирующим элементом в виде призм б и объективом 5 установлена отклоняющая прямоугольная призма 10, высота которой вдвое меньше высоты призм б, а нижняя грань лежит в одной плОскости с их нижними гранями. Напротив выходной грани призмы 10 установлен объектив 11, в заднем фокусе которого расположена выходная щель 12 двойного монохроматора, Возле объективов 5 и 11 установлены апертурные диафрагмы 13,Устройство работает следующим образом.Конденсор 2 освещает через линзу, 4 входную щель 3 светом источника излучения 1. Линза 4 проектирует конденсор 2 в плоскость объектива 5, уменьшая тем самым виньетирование в системе. Пучок лучей, прошедший входную щель 3, коллимируется объективом 5 и проходит верхние пОловины, спектральных призм б. Призмы б раскладывают свет в спектр. Разложенный по спектру свет проходит верхние по,ловины объектива 7 камеры и растра 9. Объектив 7 камеры фокусирует спектрна отражающей поверхности зеркал отражателя 8. Отраженный отражателем свет проходит нижние половины растра 9 и объектива 7 камеры. При этом нижняя половина растра 9 совпадает с изображением:его верхней поГловины. После. объектива 7 свет проходит нижние половины йризм б, после чего отклоняется прямоугольной призмой 1 О на объектив 11, который фокусирует свет на выходную щель 12При обратном ходе лучей через призмы 6 происходит вычитание дисперсии, и поэтому на выходной щели 12 получается изображение входной щели 3, причем каждому зеркалу отражатели 8 соответствует определенный спектральный интервал излучения, проходящего выходную щель 12, если одно из зеркал отражателя 8 смещено, например, вниз на величину, меньшую, чем четверть шага растра 9, При этом изображение верхней половины растра 9 в спектральном интервале, соответствующем смещенному зеркалу отражателя 8, оказывается смещенным вниз относительнонижней половины на величину, равную удвоенному смещению. зеркала отражателя 8, В результате излучение, про" шедшее нижнюю половину растра 9 и попавшее на выходную щель 12, оказывается ослабленным в спектральном интервале, соответствующем смещенному зеркалу отражателя 8, причем излучение, проходящее различные по высоте участки выходной щели,12, ослабляется растром 9 одинаково. Таким образом, получение требуемого спектрального. состава выходного иэлуче" ния достигается смещением зеркал отражателя 8 в направлении, перпендикулярном направлению дисперсии на величину, не большую четверти шага растра 9. При этом ширина прозрачных полос растра 9 должна быть не больше ширины непрозначных полос, Это необходимо для обеспечения возможности практически полного ослаб-ления выходного излучения в различнык спектральных интервалах. Равномерный по высоте выходной щели двойного монохроматора спектральный состав излучения позволяет непорредственно использовать его в качестве ими. татора удаленного природного объекта с малым угловым размером при проведении энергетйческих испытаний оптико-электронных систем, При этом, диафрагмируя выходную щель по высоте и изменяя ее ширину, мбжно получать различные угловые размеры имитируемого объекта и различные уров- . ни энергетической освещенности входного зрачка испытуемых систем при одной и той же настройке отражателя, не теряя точности воспроизведения заданного спектрального состава.формула изобретенияустройство для получения опты" ческого излучения с заданньаа спек"тральным составом, содержащее источ.1ник излучения с конденсором и двойной монохроматор с вычитанием дисперсий, включающий первый объективс установленной в его переднемфокусе входной щелью, диспергиру-ющий элемент, объектив камеры с установленным в его задней фокальнойповерхности сферическим отражателем10 и расположенную между диспергирующимэлементом и первым объективом прямоугольную отклоняющую призму, напро- .тив выходной грани которой помещенвторой объектив с установленной в егозаднем фокусе выходной щелью, о т -л и ч а ю щ в е с я тем, что, сцелью повышения точности воспроизведения излучения заданного спектрального состава при малых высотах входной и выходной щелей за счет устранения разноспектральности излученияпо высоте выходной щели двойногомонохроматора, сферический отражатель выполнен в .виде совокупности25 сферических зеркал, ограниченныхплоскостями, перпендикулярными направлению дисперсии и установленных с воэможностью поступательного перемещения перпендикулярно направлению дисперсии, а эа объективом камеры установлен растр а аиде решетки, на. правление штрихов которой совпадаетс направлением дисперсии диспергнрукщего элемента, причем ширина штрихов решетки растра не меньше расстояния между ними.Источники .информации,принятые во внимание при экспертизе1, Гороховский Ю,Н. Спектральныеисследования фотографического процес 46са. Гос. изд-.во физ,-матлитературы, 1960, с. 35,2. Демкини Л.В, и др. Маски в фотометрических и колориметрическихприборах для измерения спектрально 4 го состава. - "Оптико-механическаяпромьппленность", 1971, У 2, с. 55.872978 Составитель А,СмирновКонецкая Техред Ж.Кастелевич Корректор Л.Бокшан дакт сн нного мите енин и 35, Ра ыт аб., д. 4/ ска филиал Патент роектная, 4 Ужгород акаэ 902 61 ВНИИПИ по 11303Тираж 9 Государств елам изобре Москва, Ж