Диспергирующая система

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕа1УБЛИК (19) (11) (. 111 С 01 J 3/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н сстссснснн свннвтвъстнн

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ЩНГЪП ИЙ (21} 3612881/18-25 (22} 30.06.83 (46) 07.11.84. Вюл. Р 4 1 (72) В.В. Афанасьев, Г.А. Попова, М.А. Уварова и В.Б. Шлишевский (71) Новосибирский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (53) 535.853(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 283629, кл. С 01 J 3/12, 19?О.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 811086, кл. G 01 J 3/16, 1981.

3. Авторское свидетельство СССР

9 422976, кл. G 01 J 3/06, 1974 (прототип). (54) (57) ДИСПЕРГИРУЮЩАЯ СИСтЕИА, содержащая дифракционную решетку, плоское зеркало и сканирующий механизм, соединенный с механизмом ввода длин волн или волновых чисел, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения светосилы и расширения спектрального диапазона измерений, сканирующий механизм выполнен в виде арктангенсно-арксинусного кулисного механизма, а механизм ввода выполнен в виде кривошипно-шатунного синусного механизма ввода длин волн или кривошипно-шатунного косекансного механизма ввода волновых чисел.

1 11229

Изобретение относится к спектральным приборам и может быть использовано в растровых спектрометрах для проведения спектрометрических измерений и широком спектральном диапазоне

1Ьвестны диспергирующие системы, содержащие дифракционную решетку и сканирующий механизм (1) -и f2) .

Недостатками этих устройств являются зависимость меридионального увеличения по Оси и по вьгходному полю, а также зависимость кривизны спектральных линий от длины волны излучения, следствием чего является ограничение светосилы и спектрального диапазона измерения при использовании в растровых спектрометрах.

Наиболее близкой к изобретению является диспергирующая система, содержащая дифракционную решетку, плоское зеркало и сканирующий механизм, соединенный с механизмом ввода длин волн или волновых чисел (3).

Недостатком известного устройства является зависимость меридионального увеличения по выходному полю от длины волны, что существенно ограничивает светосилу и спектральный диапазон измерения при использовании устройства «0 в растровых спектрометрах.

sin 2

S=r

@ sin(1О--2j)

l 7

10 где g — угол поворота зеркала;

М вЂ” угол поворота решетки;

Ч вЂ” угол падения пучка на решетку в начальном положении; а=сояэ — меридиональное увеличение по оси; г — расстояние от центра решетки до центра зеркала в начальном положении;

20 угол отклонения пучка зеркалом в начальном положении.

Выполнение соотношений (1) обеспечивается арктангенсно-арксинусным кулисным сканирующим механизмом. При

25 этом длины волн 9 или волновые числа связаны с углом падения пучка на дифракционную решетку зависимостью где Ф вЂ” порядок спектра; — число штрихов решетки на

1 мм.

В соответствии с выражением (2)

35 посредством кривошипно-шатунного синусного механизма ввода длин волн или кривошипно"шатунного косекансно,го механизма ввода волновых чисел

40 достигается линеаризация шкалы длин волк или волновых чисел.

На фиг.1 представлена предлагаемая диспергирующая система; на фиг.2— механизм ввода длин волн; на фиг.З— механизм ввода волновых чисел.

Диспергирующая система (фиг.1) содержит кулису 1i кривошип 2, кулису " ползун 4, кривошип 5, кулису

6, дифракционную решетку 7 и зеркало

8. Механизмы ввода длин волн или

50 волновых чисел (фиг.2) содержат,кро.ме того кривошип 9, шатун 10, ползун

11, толкатель 12, кулису 13, рычаг

14 и толкатель 15.

55 .Кулиса 1 жестко связана с дифракционной решеткой 7 и имеет воэможность поворота вокруг оси 0, Кривошип 2 установлен в постоянном конЦель изобретения — повышение светосилы н расширение спектрального диапазона измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в диспергирующей системе, содержащей дифракционную решетку, плоское зеркало и сканирующий механизм, соединенный с механизмом ввода длин волн или волновых чисел, сканирующий механизм выполнен в виде арктангенсно-арксинусногo кулисного механизма, а механизм ввода выполнен в виде кривошипно-шатунного синусного механизма ввода длин волн или кривошипно-шатунного косекансного механизма ввода волновых чисел.

Арктангенсно-арксинусный кулисный механизм обеспечивает сканирование спектра с любым постоянным, но не равным единице, меридиональным увеличением Го по оси дифрагированного пучка.

Чтобы осуществить сканирование спектра с "о = const (1 необходимо, чтобы решетка и зеркало развора чивались вокруг своих осей в противоположных направлениях на разные

ОО 2 углы 4 и /, а зеркало перемещалось вдоль оптической оси на величину причем

1122900 (5) (6) g - R 1пь, Я, 9

3 такте с кулисой 1 и имеет воэможHoctb поворота вокруг оси 02, 1(улиса

3 жестко связана с кривошипом 2 и установлена в постоянном контакте с ползуном 4 и кривошипом 5. Ползун

4 устанойлен с воэможностью перемещения вдоль линии 0 0 параллельной

% Оа.

Кривошип 5 установлен параллельно кулисе 3 с возможностью поворота !О вокруг оси О . Кулиса 6 установлена в постоянном контакте с кривошипом

5 и имеет возможность поворота вокруг оси 04. Зеркало 8 жестко связано с кулисой 6 и имеет возможность пово.— рота вокруг оси 04 и перемещения вдоль линии 04 ОЗ. Кривошип 9 жестко связан с дифракционной решеткой 7 и имеет воэможность поворота вокруг оси 01. 20

Шатун 10 шарнирно связан с кривошипом 9 и ползуном 11. Толкатель 12 установлен в постоянном контакте с шатуном 10 и кулисой 13. Кулиса 13 жестко связана с рычагом 14 и установлена с возможностью поворота вокруг оси 05. Рычаг 14 установлен в постоянном контакте с толкателем 15.

Устройство работает следующим образом.

При повороте дифракционной решетки 7 вокруг оси 01 на угол 0L на такой же угол поворачивается кулиса 1.

При этом кривошип 3 и кулиса 3 поворачиваются на один и тот же угол

35 о рО (11 получаем

" 111 111 О S

c05(P tg,,1 =агссо6 вЬ о

coS (%о> <) ф

Ñ - — С1«СОЭ

1О

gsn2 g

5=г з1л(,1О- Z ) что совпадает с выражениями (1)

При поступательном перемещении толкателя 12 кривошип 9, а вместе с ним дифракционная решетка 7, поворачиваются вокруг оси О . При этом положение кривошипа 9 связано с положением толкателя 12 соотношением

Положив параметры механизмаR9=!1, ф=1!1, Д9, получаем — =!jc со у (7) !! 61ПЦ tq ° г

Принимая во внимание (2). получаем (8) wN !!, т.е. механизм осуществляет линейную зависимость между перемещением толкателя 12 и выводимой длиной волны .

При поступательном перемещении толкателя !5 на величину толкатель

12 также перемещается поступательно. кроме того, зеркало 8 перемещается вдоль линии О!О 3 на величину < !: (4)

5= Ы.

6106. 6 - и

Приняв следующие значения конструктивных параметров механизма

1 г

51, о>,,1 о ог

45 а кулиса 6 и жестко связанное с-ней зеркало 8 поворачиваются на угол 4g (4 111 о- R56111(o 1 ) . (3) Ргco56 о Ф R cob(dо - (3)) причем

Pt, 5 = —. (9)

Принимая во внимание (8) и учитывая, что 1 = 1/ }(, получаем (10) т.е. механизм осуществляет линейную зависимость между перемещением толкателя 15 и вводимым волновым числом

1.

Предлагаемая диспергирующая система позволяет увеличить светосилу и расширить спектральный диапазон измерения за счет существенного уменьшения зависимости меридионального увеличения по выходному полю от длины волны излучения.

1122900

1122900

Филиал ППП Патент, г.Уагород, ул.Проекткам, 4