Дифракционный монохроматор
Изобретение позволяет устранить астигматизм и расфокусировку спектрального изображения. Устройство содержит входную щель 1, одинаковые вогнутые дифракционные решетки 2, 3, выходную щель 4, механизм поворота 5 дифракционных решеток. Решётки установлены так, что направление штрихов одной решетки перпендикулярно направлению штрихов другой решетки. Механизм поворота 5 осуществляет перекрестный разворот решеток вокруг осей 0 и Oj, скрещенных под углом 90°. В монохроматоре компенсация астигматизма сопровождается и компенсацией расфокусировки спектрального изображения . 1 ил. в N) Ю Од О 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (594 С01 JЗ 18
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Ць .! (21) 3811676/24-25 (22) 19. 11.84 (46) 23.04.86. Вюл. У- 15 (72) В.А.Усачев (53) 535.853(088.8) (56) Прокофьев В.К. Стигматические установки с вогнутыми дифракционными решетками. -Известия КрАО, 1974,т.70, с. 195-211.
Авторское свидетельство СССР
У 996873, кл. G 01 J 3/18, 1980. (54) ДИФРАКЦИОННЫЙ МОНОХРОМАTОР (57) Изобретение позволяет устранить астигматизм и расфокусировку спект„„SU„„1226078 А рального изображения. Устройство со держит входную щель 1, одинаковые вогнутые дифракционные решетки 2, 3, выходную щель 4, механизм поворота 5 дифракционных решеток. Решетки установлены так, что направление штрихов одной решетки перпендикулярно направлению штрихов другой решетки. Механизм поворота 5 осуществляет перекрестный разворот решеток вокруг осей о
О, и О,, скрещенных под углом 90
В монохроматоре компенсация астигматизма сопровождается и компенсацией расфокусировки спектрального изображения. 1 ил.
1226078
Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению.
Цель изобретения — устранение астигматизма и расфокусировки спектрального иэображения. S
На чертеже изображена оптическая схема дифракционного монохроматора.
Устройство содержит входную щель 1, одинаковые вогнутые дифракционные решетки 2 и 3, выходную щель 4,механизм 1Î поворота 5 дифракционных решеток
Входная и выходная щели совмещены с фокальными поверхностями дифракционных решеток. Решетки установлены так, что направление штрихов одной решетки 15 перпендикулярно направлениюштрихов другой решетки. Каждая решетка установ-лена с возможностью поворота вокруг оси, проходящей через вершину этой решетки параллельно направлению ее штрихов.Для 20 устранения засветки выходной щели прямым, не разложенным в спектр излучением, между решеткамиустановлен непрозрачный экран (не показан) .Механизм 5 поворота осуществляет перекрестный разво- 25 рот решеток вокруг осей О, и О,,скрео щенных под углом 90
Устройство работает следующим образом.
Излучение через входную щель 1 и щ центральное отверстие в решетке 2 расходящимся пуском попадает на решетку 3. Так как входная щель 1 установлена в фокальной плоскости решетки 3, то дифрагированное излучение отражается в виде почти параллельных монохроматических пучков, расположенных в зависимости от длины волны излучения под разными углами к нормали решетки. Монохроматические пучки излучения падают на решетку 2, направление штрихов которой перпендикулярно направлению штрихов решетки 3, вторично диспергируются ею и этой же решеткой фокусируются на выходной щели 4. (4) 1 2 1
1„R cosh 1
>с
2 совд 1, cos2Д вЂ” — ) соз2д+
35 R 1 1„
2 cosh в.
2 1 1
-(-- — ) + — =
R cosh 1 1
2 cosh.
Знак (-) перешед скобками учитывает, что решетки установлены встречно рабочими поверхностями. В результате решения получают, что фокусировка
45 спектра в меридиональной и сагиттальной плоскостях описывается одинаковыми уравнениями:
1 1 2 1 + cos h
1. R сов д с т.е. 1„ = 1,астигматизм решетки 3 с
S$ компенсируется астигматизмом решетки 2.
В предлагаемом монохроматоре компенсация астигматиэма сопровождается
Длина волны излучения за выходной щелью определяется равенством
2dSin h (1) К
Э где h — центральная длина волны выходящего излучения; d — постоянная решеток; К вЂ” рабочйй порядок спектра;
6 в угол между нормалью к решетке и осью прибора, равный углу поворота решеток от исходного положения.
Фокусировка меридиональных и сагиттальных пучков излучения вогнутой) дифракционной решеткой описывается следующими выражениями:
cos р соз2 р cos ч + cosY (2)
1 1„R
1 1 соя ч + созч"
1 1, R (Э) где P — угол падения излучения на решетку, — угол дифракции
Подставив (4) в (2) и (3), получают для решетки 3:
1 2 cosh
R (6) где 1 и 1 — расстояния от вершины
I решетки 3 до промежуточного изображения в меридиональной и сагиттальной плоскостях. По условиям расстояние
1 является расстоянием от вершины зм решетки 2 до промежуточного изображения в сагиттальной плоскости, 1„ расстояние в меридиональнойплоскости.
Подставив (6) и (4) в (2), а (5) и и (4) в (3) получают:
1 1 2 1+ cos2Ь
1 1„R . ад
122Ь078
Формула изобретения
Составитель С. Иванов
Редактор Е. Папп Техред В. Кадар Корректдр С. Черни
Заказ 2112/30 Тираж 778 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
l и компенсацией расфокусировки спектрального изображения, Функция
1 + cos а соя а сохраняет почти постоянное значение в широких интервалах угла д .. Поэтому при сканировании спектра величины 1 и 1 остаются мс практически постоянными. В монохроматоре с решетками радиуса кривизны
250 мм и плотностью нарезки штрихов
1200 ед/мм во всей ультрафиолетовой области спектра (1 нм — 400 нм) расфокусировка не превышает 0 05 мм.
Дифракционньм монохроматор, содержащий оптически сопряженные, расположенные на одной оптической оси, рабочими поверхностями друг к другу две одинаковые вогнутые дифракционные решетки с отверстиями в центре, установленные с возможностью поворота вокруг осей, проходящих через вершины дифракционных решеток и параллельных направлениям штрихов, входную и выходную щели, установленные на той же оптической оси и совмещенные с
1О фокальными поверхностями дифракционных,решеток, а также механизм поворота, кинематически связанный с дифракционными решетками, о т л и ч а— ю щ и" и с я тем, что, с целью устра" нения астигматиэма и расфокусировки спектрального изображения, дифракционные решетки установлены так, что направления их штрихов взаимно перпендикулярны.
