Монохроматор

 

Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения . Цель - повьшение дисперсии и монохроматичности выделяемого излучения путем устранения однократно дифрагированного излучения. Излучение проходит через входную щель и С помощью коллиматорного зеркала направляется на первую дифракционную решетку. После первой решетки излучение дифрагирует на вторую дифракционную решетку и далее на автоколлиматорное зеркало. Затем в обратном ходе лучей монохроматизированное излучение проходит на выходную щель. Для устранения однократно.дифрагированного излучения решетки наклонены на угол 0 между плоскостью главных сечений решеток и плоскостью оптической схемы, включающей центры щелей , коллиматорного зеркала и решеток . Этот угол определяется из условия , где (f - угол падения излучения на первую решетку; i/- проекция угла дифракции на плоскость оптической схемы; проекция угла дифракции на главное сечение решетки; if- угловой размер щели. Оптическая схема монохроматора может быть использована в спектрофотометрах и спектрометрах с высокой дисперсией. 2 ил. i (Л 4 ГС СА: со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU» 1423919 А1

AD 4 G 01 J 3/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4179598/40-25 (22) 12. 01.87 (46) 15. 09.88. Бюл. В 34 (72) В.Л. Макаров (53) 535.853(088.8) (56) Engman S., Lindblom P Multie

chelle grating mounting with high

spectral resolution and dispersion:

Appl ° Opt. 1982, 21, Р 23, р. 43634367.

Eggers D.F., Peterson M.Н., Raytracing in Spectrometer with plane

grating and off — axis parabolas including à new double pass system.

Appl. 0pt., 1969, 8, Ф 3, р. 589-592. (54) МОНОХРОМАТОР (57) Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения. Цель — повышение дисперсии и монохроматичности выделяемого излучения путем устранения однократно дифрагированного излучения. Излучение проходит через входную щель и с помощью коллиматорного зеркала направляется на первую дифракционную решетку. После первой решетки излучение дифрагирует на вторую дифракционную решетку и далее на автоколлиматорное зеркало. Затем в обратном ходе лучей монохроматизированное излучение проходит на выходную щель.

Дпя устранения однократно дифрагированного излучения решетки наклонены на угол 8 между плоскостью главных сечений решеток и плоскостью оптической схемы, включающей центры щелей, коллиматорного зеркала и решеток. Этот угол определяется из условия где — угол падения излучения

Э

f на первую решетку; ч — проекция угла дифракции на плоскость оптической схемы; Г - проекция угла дифракции на главное сечение решетки; угловой размер щели. Оптическая схема монохроматора может быть использована в спектрофотометрах и спектрометрах с высокой дисперсией. 2 ил.

1423919

Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению.

Целью изобретения является повышение дисперсии и монохроматичности выделяемого излучения путем устранения однократно дифрагированного излучения.

На фиг. 1 показана оптическая, схема монохроматора; на фиг. 2 — ход лучей на дифракционной решетке, главное сечение которой составляет с плоскостью оптической схемы угол 9 .

Монохроматор содержит входную щель 1, коллиматорное зеркало 2, пер- 15 вую 3 и вторую 4 дифракционные решет кии, автоколлимационное плоское зерка1 ,ло 5, отклоняющее плоское зеркало 6 и выходную щель 7. Ось Е совпадает с

1, осью вращения решеток 3 и 4, ось Z 20 совпадает с направлением штрихов решетки. 8 — угол разворота решеток вокруг нормалей.

Монохроматор работает следующим образом. 25 (Исследуемое излучение проходит во входную щель 1 и попадает на коллиматорное зеркало 2, которое формирует параллельный пучок лучей и направ, ляет его на первую дифракционную ре- ЗО шетку 3. На первой дифракционной ре( шетке излучение дифрагирует как на вторую дифракционную решетку, так и на коллиматорное зеркало 2.

Главное сечение дифракционной ре-! щетки составляет с плоскостью оптической схемы угол 6, и падающий луч не лежит в плоскости главного сечения, поэтому дифрагированное излучение отклоняется от плоскости монохро- 1О матора на угол . Таким образом, излучение, дифрагирующее в напра.влении коллиматора, дает изображение, смещенное по вертикали от выходной щели, Излучение, дифрагирующее в направлении второи дифракционной решетки 4,. падает на нее также под углом к плоскости оптической схемы. Главное сечение второй дифракционной решетки развернуто на угол 8 относительно плоскости оптической схемы, поэтому дифрагирующее излучение . отклоняется от направления падающего на угол у в обратном направлении. Таким образом, дифрагирующее со второй решетки 4 из-55 лучение направляется па автоколлимационное зеркало 5 параллельно плоскости монохроматора, Автоколлимационное зеркало 5 отражает излучение в обратном направлении, где оно последовательно дифрагирует на второй 4 и затем на первой 3 дифракционных решетках и падает на коллиматорное зеркало

2 параллельно падающему лучу. Излучение формируется коллиматорным зеркалом 2 в сходящийся пучок и отклоняется зеркалом 6 в направлении выходной щели 7, где формируется иэображение входной щели.

На фиг. 2 приведена схема, поясняющая устранение однократно дифрагированных лучей. Луч В, падающий на дифракционную решетку 3 или 4, лежит в плоскости оптической схемы Р и составляет с плоскостью главного сечения угол с". Этот луч составляет с нормалью к решетке угол падения

Известно, что дифрагированные лучи составляют с главным сечением решетки угол d . Таким образом, и в прямом (луч D) и в обратном (луч С) направлении лучи дифрагируют под углом d к плоскости главного сечения.

Для того, чтобы дифрагированный в обратном направлении луч С не попал в выходную щель 7, он должен составлять с плоскостью оптической схемы угол, равный или больший половины углового размера щели

1 2Р где h — высота щели;

Р— фокус объектива.

Из треугольников oab, odc, оас, cao и оЬо можно определить угол gчереэ углы падения, дифракции и угол

6 между плоскостью монохроматора и главным сечением решетки с помощью уравнения

cos Ц

cos 1 — sinÐ 6. э1п2Ч

cos ц

1 ешив это уравнение относительно получим

g r are sin

Оптическая схема монохроматора с двумя дифракционными решетками может быть использована в спектрофотометрах и спектрометрах с высокой дисперсией. формула изобретения

Монохроматор, содержащий оптически связанные входную щель, коллимаз мг торное зеркало, первую дифракционную решетку, установленную с возможностью вращения, плоское автоколлимационное зеркало, отклоняющее плоское зеркало и выходную щель, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения дисперсии и монохроматичности выделяемого излучения путем устранения однократно дифрагированного излучения, монохроматор дополнительно содержит вторую дифракционную решетку, установленную по ходу луча между первой дифракционной решеткой и плоским автоколлимационным зеркалом с возможностью вращения вокруг оси, параллельной оси вращения первой дифракционной решетки, причем угол наклона

Вv arcsin

1О где угол падения излучения на первую дифракционную решетку; проекция угла дифракции на плоскость оптической схемы; проекция угла дифракции на главное сечение дифракционной решетки; угловой размер щели.!

3919

0 плоскости главных сечений дифракционных решеток относительно плоскости оптической схемы, включающей цент5 ры щелей, коллиматорного зеркала и дифракционных решеток, удовлетворяет условию

2 7

) 4239) 9

Составитель С. Иванов

Редактор Л. Веселовская Техред Л. Олийнык

Корректор Н. Король

Заказ 4682/46 Тираж 499

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4