Спектрограф с плоским полем

 

Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению. Целью изобретения является увеличение светосилы. В спектрографе использована вогнутая дифракционная решетка с переменным расстоянием между штрихами. Отношение расстояния от вершины решетки до середины фотоприемного устройства к расстоянию от входной щели до вершины решетки 0,95-1,5. Угол α падения излучения на решетку удовлетворяет соотношению α = ARCSIN (CL-λ<SB POS="POST">ср</SB>)/D<SB POS="POST">0</SB>, где C = (0,4-0,5)<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">-4</SP>, L - длина спектра, λ<SB POS="POST">ср</SB> - длина волны середины рабочего диапазона, D<SB POS="POST">0</SB> - расстояние между штрихами решетки у вершины. Повышение светосилы достигается за счет минимизации сферической аберрации, что позволяет увеличить относительное отверстие в 1,5 раза. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!92 (10

А1 (gg y G 01 J 3/18. рурi",q (p

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4299635/40-25 (22); 24.08,87 (46) 23.09.89. Бюл. N 35 (72) Е.А. Соколова и Г.П. Старцев (53) 535,853(088.8) (56) Пейсахсон И.В ° Применение вогнутых дифракционных решеток в спектральных приборах. В сб,: Современные тенденции в технике спектроскопии./

/Под ред . Раутиан С.Г., Новосибирск, 1982, с, 111 †1.

Патент Франции N - 2334947, кл. G 01 J 3/18, 1975. (54) СПЕКТРОГРАФ С ПЛОСКИИ ПОЛЕМ (57) Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению. Целью изобретения является увеИзобретение относится к оптическому спектральному приборостроению.

Целью изобретения является увеличение светосилы.

На чертеже показана оптическая схема спектрографа .

Спектрограф содержит входную цель

1, вогнутую дифракционную решетку 2 и фотоприемное устройство 3.

Спектрограф работает следующим образом.

Излучение от входной щели 1 пада-. ет на вогнутую дифракционную решетку

2, которая разлагает его в спектр и фокусирует на фотоприемное устройство 3, В известном спектрографе остаточная дефокусировка компенсирована в трех

2 личение светосилы, В спектрографе использована вогнутая дифракционная решетка с переменным расстоянием между штрихами. Отношение расстояния от вершины решетки до середины фотоприемного устройства к расстоянию от входной щели до вершины решетки

0,95-1,5. Угол ьЕ падения излучения на решетку удовлетворяет соотношению с = arcsin(с1 — 9с )/d где с — (0,4-0,5) ° 10, 1 — длина спектра, — длина волны серецины рабочего ср диапазона, d — расстояние между штрихами решетки у вершины. Повышение светосилы достигается эа счет минимизации сферической аберрации, что

Cl позволяет увеличить относительное отверстие в 1,5 раза. 1 ил. точках спектра. Это означает, что для ее компенсации использованы три свободных параметра. Два из трех свободных параметров схемы записи, использованной в известном спектрографе голограммой решетки, необходимы для компенсации комы и астигматизма.

Следовательно, при заданной длине спектра, для получения трех точек фокусировки в качестве свободных .параметров необходимо испольэоват и угол падения с . излучения на решетку 2, и расстояние r от вершины решетки до входной шели. Свободного параметра для компенсации сферической аберрации при этом не ос ветс».

В предлагаемом спектро рафе используется вогнута» . ифракрис- и»я

= 1<<(1 + 1у + у

coso< cos P

r r<

+ p(в1по + вз.пP ) = 0 сов К сов Pi сов <<6 + совДр „(° ° д ) r r R <-2 где r..и r

R

Р2

< — 0,95-1,5, !

i<. r sin(P< где r, r, sin(P, — p,, d =d (1 +(у+ у ), c1 -h, о<. = a«csin

d, 3 1509623 решетка, расстояние d между штрихами которой изменяется по закону где у — координата в. направлении, перпендикулярном штрихам решетки; расстояние от вершины решетки до краев фотоприемнопз устройства 3; радиус решетки 2," углы дифракции для крайних, точек спектра. ( где Ро- угол дифракции для средней длины волны диапазона,"

r — расстояние от вершины решетки 2 до середины устройства 3. 30

Дефокусировка в таком приборе компенсирована только в двух точках спектра, однако, как показали расчеты, при выборе угла падения с1-9, 4 = агсв<п — — - 35

« где с = (0,4-0,5) 10 )

1 — длина спектра; — длина волны середины диапазос1< на спектра, она не нревышает дефокусировку в известном спектрографе.

Коэффициент 1 выбирается из усло-вия минимальности по спектру величи. ны Р = Psing((Pcos«< — 1)cos + 45

+ Psinp(Pcos 5 —.1)cosp + Аз, (sin«4 +

+ sing) характеризующей меридиальную кому, где Ауоо 2(р — 4 )К /3, R I R 50

P = — P

«э «, !

Основным преимуществом предлагаемого спектрографа является большая светосила, связанная с отсутствием сферической аберрации, что позволяет увеличить относительное отверстие в 1,5 раза.

«<,у — коэффициенты неравномерности шага1

d — расстояние между штрихами у вершины решетки.

Коэффициент р и угол падения излучения на решетку о4 выбираются из ус ° ловий фокусировки.

При этом аберрация не вносит вкла= да в аппаратную функцию, если выпол- . няется условие

-H.)

) + « в<п(/3 P )

Формула изобретения

Спектрограф с плоским полем, содержащий. онтически связанные входную щель, вогнутую дифракционную решетку с перемейным растоянием d между штрихами, удовлетворяющим соотношению где d — расстояние между штрихами о у вершины вогнутой дифракционной решетки; у — координата в направлении, перпендикулярном штрихам; (О и — коэффициенты неравномерности шага штрихов, и фотоприемное устройство, а отношение расстояния от вершины вогнутой дифракционной решетки до середи- ны фотоприемного устройства к расстоянию от входной щели до вершины вогнутой дифракционной решетки равно 0,95-1,5, отличающийся тем, что, с целью увеличения светосилы, угол с, между оптической осью, соединяющей входную щель и вогнутую дифракционную решетку, и нормалью к вбгнутой дифракиионной решетке удовлетворяет соотношению

1509623

Редактор Г. Волкова

Тираж 466.

Подписное Заказ 5792/33

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 где с = (0,4-0,5) 10 < °, 1 — длина спектра;

9 — длина волны середины рабочего диапазона спектра.

Составитель С, Иванов

Техред A.Êðàâ÷óê Корректор Т. Палий