Скоростной спектроанализатор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯКПАТЕНТУ Союз Советских Соцналнстычесних Республик(23) Приоритет - (32) 16.08,77 3 ЬеуларетеекыН каетет СССР ао делан изебретенкк к еткрытнйЙата опубликования описания 26 09 82 ИностранецИсаак ДЖ. Ланда(72) Автор изобретения Иностранная фирма(54) СКОРОСТНОЙ СПЕКТРОАНАЛИЗАТОР Изобретение относится к спектральному приборостроению.Известны спектроанализаторы, содержащие узкополосные оптические фильтры, поочередно пересекаюшие излучение широкополосного источника света 1 11,Однако это устройство не обеспечивает достаточной точности измерений.Наиболее близким техническим решением является устройство, содержащее последовательно расположенные по ходу луча источник освешения, оптическую сис тему для заполнения входной шели светом источника, входную щель, вогнутую голографическую дифракционную решетку, выходную шель, модулятор, оптическую систему для проектирования светового излучения на образец, светочувствительное устройство для детектирования светового излучения, а также устройство для сообшения колебательного движения дифракционной решетке и устройство для врашенйя модулятора 2.Однако это устройство характеризуется недостаточной точностью измерений,Цель изобретения - повышение точности анализа,Эта цель достигается тем, что в скоростном спектроанализаторе, содержашемрасположенные последовательно по ходулуча источник освещения, оптическую систему для заполнения входной щели светом источника, входную щель, вогнутуюголографическую дифракционную решетку,выходную шель, модулятор, оптическуюсистему для проектирования световогоизпучения на образец, свето чувствительное устройство для детектирования светового излучения, а также устройство для1 к сообшения колебательного движения решетке и устройство для врашения модулятора, модулятор выполнен в виде диска,представляющего собой полосной фильтр,коэффициент пропускания которого линейрО но изменяется в зависимости от угловогоположения диска и содержит по меньшеймере один светонепроницаемый сегмент,а устройство для вращения модуляторасинхронизовано с устройством для сообшения колебательного движения днфракцн70 ние нити накала лампы располагается непосредственно рядом с самой нитью, удваивая тем самым длину йли ширину нити, Пройдя входную щель 7, излучение поступает на вогнутую голографическую решетку 8 и разлагается в спект 1 Движение решетки синхронизованно с вращением модулятора 10 таким образом, что крайние положения колеблющейся дифракционной решетки совпадают по времени с помещением в световом пучке светонепроницаемого сегмента 24 (фиг, 4) модулятора, Проектирование монохроматического излучения на образце осуществляется при помощи цилиндрической линзы 11, сферических линз 13 и 16 и плоских зеркал 12 и 15, Ирисовая диафрагма 14 вырезает участок светового пучка с равномерной интенсивностью. Монохроматическое излучение в каждый момент времени попадает на образец 17, диффуэно отражается и воспринимается фотоприемниками 18, В случае использования волоконной оптики для сбора излучения (фиг. 2) применяется конический опорный элемент 19, в котором торцы волоконных световодов 20 закрепляются по всей конической поверхности элемента 19. Диффузно отраженное излучение при помощи волоконных световодов 20 и фокусируюшей оптики 2 1 собирается на фотоприемнике 18.3 9615 онной решетке таким образом, что крайние положения колеблющейся дифракционной решетки совпадают по времени с размещением в световом пучке светонепроницаемого сегмента модулятора. 5На фиг. 1 показана схема скоростного спектроанализатора для измерений спект ров отражения; на фиг, 2 - модификация спектроанализатора для измерения спект. ров отражения с устройством для сбора 10 излучения на волоконной оптике; на фиг. 3- модификация спектроанализатора для измерения спектров пропускания на волоконной оптике;на фиг, 4 - вариант используемого в устройстве модулятора;на фиг, 515 модификация спектроанализатора для измерения спектров отражения с установкой образца между источником и решеткой;на фиг. 6 - модификация спектроанализатора для измерения спектров пропускания 20 с установкой образца между источником и решеткой.Спектроанализатор содержит , фиг. 1) источник 1 излучения, отражатель 2, сферическую линзу 3, нейтральный фильтр 4, 25 поляризатор 5, цилиндрическро линзу 6, входную щель 7, вогнутую голографическую. дифракционную решетку 8, выходную щель 9, модулятор 10, цилиндрическую линзу 11, плоское зеркало 12, сферичес- З 0 кую линзу 13, ирисовую диафрагму 14, плоское зеркало 15, сферическую линзу 16, образец 17, фотоприемники 18, Модификация устройства (фиг. 2) содержит конический опорный элемент 19, волоконные световоды 20, торцы которых укреплены в коническом опорном элементе, фокусируюшую оптику 21, Модификация устройства на фиг. 3, содержит диффузионный отражатель 22. Модулятор 10, цоказан ный на фиг. 4, представляет собой полосной фильтр, коэффициент пропускания которого в сегментах 23 линейно изменяется в зависимости от углового положения диска, сегменты 24 светонепроницаемы. Модификация спектроанализатора на фиг. 5 и 3 отличается расположением элементов,Устройство работает следующим образом.Излучение от источника 1 собирается 50 сферической линзой 3 на входной щели 7. Билиндрическая линза 6 обеспечивает равномерное заполнение входной щели 7 и, следовательно, дифракционной решетки 8, В случае необходимости в световой поток 55 могут быть помещены нейтрральный фильтр 4 и поляризатор 5. Отражатель 2 установлен таким образом, что изображеПри получении спектров отражения сиспользованием волоконной оптики (фиг. 3)конический опорный элемент 19 содержитдиффузный отражатель 22, а образец 17устанавливается непосредственно передконическим опорным элементом 19,Систему освещения образца и сброса излучения можно установить перед дисперцируюшим элементом, В этом случае (фиг, 5) излучение от источника проходит линзу 3, ирисовую диафрагму 14, нейтральный фильтр 4, плоское зеркало 15 и сферическую линзу 16, попадает на образец 17, помещенный на конический опорный элемент 19. Излучение, диффуэно отраженное от образца 17 при помощи световодов 20, вторые концы которых собраны в виде прямоугольной щели, попадает на колеблюшутося вогнутую голографическую дифракционную решетку 8 и,затем, пройдя выходную щель 9 и модулятор 10, направляется на фотоприемник. Таким же образом располагаются элементы при получении спектров пропускания образца (фиг, 6).Формула изобретения Скоростной спектроанализатор, содержащий расположенные последовательно по ходу луча источник освещения, оптическуюсистему для заполнения входной щели светом источника, входную щель, вогнутую голографическую дифракционную решетку, выходную щель, модулятор, опти ческую систему для проектирования све 1 О тового излучения на образец, светочувст вительное устройство для детектирования светового излучения, а также устройство для сообщения колебательного движения дифракционной решетке и устройство для15 вращения модулятора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности анализа, модулятор выполнен в виде диска, представляющего собой полосной фильтр, коэффициент пропускания которого линейно изменяется в зависимостиот углового положения диска, и содержитпо меньшей мере один светонепроницаемый сегмент, а устройство для вращения модулятора синхронизовано с устройством для сообщения колебательного движения дифракционной решетке таким образом, что крайние положения колеблющейсядифракционной решетки совпадают по времени с размещением в световом пучкесветонепроницаемого сегмента модулятора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США % 4037970,кл, 801 Я 3/48, 1977,2. Тарасов К. И. Спектральные приборы. Л., "Машиностроение", 1968,с. 281 - 283,