Спектрометр с интерференционной селективной амплитудной модуляцией

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51).4 01 J 3/45 »

»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4124815/31-25 (22) 23.07.86 (46) 30,12.87. Бюл. Р 48 (71) Всесоюзный научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума и ЛГУ им.А.А.Жданова (72) Н.А.Кириченко, А.И.Лопатин, В.И.Раховский, А.Е.Вершинский и А.Б.Иоаннисиани (53) 535.853,4 (088,8) (56) Авторское свидетельство ГДР

В 118171, кл,G 01 J 3/26, 1976, (54) CIIEKTPONETP С ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЙ

СЕЛЕКТИВНОЙ АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ (57) Изобретение относится к интерференционным спектрометрам и может.SU» 1362949 А1 быть использовано для спектрального излучения. Целью изобретения является повышение светосилы и увеличение рабочего спектрального диапазона спектрометра, для этого в спектро метре автоколлимационное отражающее устройство выполнено в виде уголкового зеркального отражателя, линия пересечения зеркальныхплоскостей которого перпендикулярна штрихам дифракционной решетки, что позволяет разделять входящий и выходящий пучки излучения без светоделительного элемента. Светосила спектрометра возрастает в 4 раза за счет отсутствия потерь при отражении. 1 ил.

1 136294

Изобретение относится к интерференционным спектрометрам.и может быть использовано для спектрального анализа электромагнитного излучения.

Целью изобретения является повышение светосилы и увеличение рабочего спектрального диапазона спектрометра.

На фиг.l изображена схема предла-:. гаемого спектрометра с интерферен- 10 ционной селективной амплитудной модуляцией; на фиг.2 — ход лучей в автоколлимационном "JcTpoHcTBP °

Спектрометр с интерференционной селективной амплитудной модуляцией содержит входную апертуру I входной коллиматор 2, дифракционную решетку

3 с симметричным профилем штрихов, дополнительное зеркало 4, установленное перпендикулярно плоскости решетки 3 и параллельно ее штрихам, отражающее автоколлимационное устройство

5, выполненное в виде уголкового отражателя, содержащего два зеркала 6 и 7, отражающие плоскости которых 25 перпендикулярны друг к другу, а линия

8 пересечения плоскостей зеркал 6 и

7 перпендикулярна штрихам решетки 3, установленной с возможностью вращения вокруг оси 9, расположенной на 30 линии пересечения плоскостей решетки 3 и дополнительного зеркала 4, . дополнительный выходной коллиматор 10 и выходную аперчуру 11.

Спектрометр с интерференционной селективной модуляцией работает следующим образом. ъ

Пучок излучения, пройдя сквозь входную апертуру 1, направляется входным коллиматором 2 нормально на 40 дифракционную решетку 3, а затем дифрагирует на два пучка излучения одинаковой интенсивности правый и левый так, что излучение с длиной волны составляет угол oL с нормалью 45 к поверхности решетки 3, Левый пучок (Л) излучения и отра женный от дополнительного зеркала 4 правый пучок (П) излучения оказываются направленными параллельно на 50 отражающее автоколлимационное устройство 5. При настройке спектрометра на определенную длину волны Я излучения линия 8 пересечения перпендикулярна падающим пучкам излучения только с длиной волны 11. Эти два пучка излучения (фиг.l и 2), отразившись последовательно от зеркала 6 и

7, направляются в обратном направле9 2 нии иод тем же угломер, но на другой высоте на дифрационную решетку 3, где они вторично дифрагируют нормально к ее поверхности и интерферируют.

Эти вторично прадифрагировавшие пучки излучения оказываются направленными параллельно на выходной коллиматор 10, которым фокусируются на выходную апертуру Il.

Периодическое измерение разности фаз дополнительным зеркалом 4 или решеткой 3 приводит к периодическому изменению интенсивности выходящего пучка излучения с длиной волны

Поскольку переменная составляющая потока излучения на выходе спектрометра в этом случае определяется лишь излучением с длиной волны 1 в спектрометре рЕалиэуется когерент-: ная модуляция измеряемого потока иэлу. чения.

При сканировании по спектру отражающее автоколлимационное устройство 5 вращают вокруг оси 9, расположенной на линии пересечения плоскостей решетки 3 и дополнительного зеркала 4, и последовательно наблюдают положения автоколлимации для исследуемых длин волн.

Пример . Спектрометр содержит в качестве входной апертуры 1 ирисовую диафрагму с регулируемым диаметром отверстия 0,5 - 5 мм. В качестве входного коллиматора 2 используют внеосевую параболу размером 50 50 50"

"10 мм с фокусным расстоянием F0

270 мм и углом Р =19 . Параллельный пучок излучения падает на нижнюю половину дифракционной решетки 3 размером 100 50 )0 мм (1200 штрх/мм).

Левый пучок и отраженный от дополнительного зеркала 4, размером 100 85%

«I6 мм, правый пучок излучения направленными параллельно на автоколлимационное устройство 5,.выполненное из двух зеркал 6 и 7 размером 70 85»

«16 мм, Отразившись последовательно от зеркала 6 и 7, пучки излучения направляются в обратном направлении на решетку 3, но на ее верхнюю половину.

В качестве выходного коллиматора 10 и выходной апертуры 11 использованы внеосевая парабола и диафрагма аналогичные соответственно 1 и 2.

Спектральный диапазон спектрометра при работе в первом порядке дифракции составляет 380 — 760 нм. Отсутствие светоделительного элемента, 13629Д9

Фиг. f а, следовательно, потерь излучения за счет поглощения излучения в УФ при прохождении через светоделительный элемент. позволяет также работать и с вторым порядком дифракции и диапазоне 190- 380 нм, что приводит к расширению рабочего спектрального диапазона от 190 до 760 нм.

Так как подобная оптическая схема сПектрометра построена только на отражении, то подобный спектрометр можно использовать а УФ, видимой и

ИК вЂ” областях спектра.

Формула изобретения

Спектрометр с интерференционной селективной амплитудной модуляцией; содержащий оптически сопряженные

Uxoäïîé и выходной коллиматоры, дифракционную решетку с симметричным профилем штрихов, дополнительное зеркало, установленное перпендикулярно поверхности решетки и параллельно ее штрихам, отражающее автоколлимацион-ное устройство, установленное с возможностью вращения, о т л и ч а ю—

10 ш и и с я тем, что, с целью повышения светосилы и увеличения рабочего спектрального диапазона, отражающее автоколлимационное устройство выполнено в виде двухзеркального уголко15 вого отражателя с взаимно перпендикулярными отражающими плоскостями, линия пересечения которых перпендикулярна штрихам решетки, а выходной коллиматог выполнен сдвоенным с входр0 ным и расположен с ним в одной плоско сти.

1362949

Составитель Ж.Прокофьева

Техред М, Дидык

Корректор А.Тяско

Редактор Ю. Середа

Заказ 6356/27

Тираж 776

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