Инфракрасный спектрометр

 

Изобретение относится к устрой- .ствам для получения и регистрации спектра и может HcnojibsoBaTbCH в прикладной спектроскопии. Цель, изобре тения - увеличение дисперсии. Спект- .рометр содержит нелинейный преобра зователь частоты, выполненный в, виде двух нелинейных кристаллов 1 и 2, лазер 3 опорного излучения, систему формирования и совмещения пучков исследуемого ИК и опорного излучений, состоярдую из коллиматороп 4 и 5, полупрозрачной пластины 6 и объектива 7, сменный светофильтр В, щель 9, панорамный приемник, включающий оптический фильтр to, объектив 11 и светочувствительньц слой 12. Благодаря конструктивным особенностям нелинейного преобразователя частоты ИК-излучение каждой длины волны преобразуется в излучение на суммарной частоте в двух направлениях, симметричных относительно оси спектрометра. Фильтр 8 . служит для вьщеления излучения одной длины волны - либо А АО либо Ok , где фазовосогласованное преобразование , с п.пиной волны о происходит ь направлении оси спектрометра, 2 ил.

СОЮЗ СОБЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

t l 9t S (Ill (51) 5 G 01 J 3/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

,(46) 23.02.91. Бюл. ¹ 7 (21) 021240/25

{22) 02.01.86 (71) Институт физики АН БССР (72) Н.С.Казак А.С.Лугина, .Е.И.Миклавская, А.В.Надененко, В.К.Павленко и Ю.A.Ñàííèêîâ (53) 535.853(088.8) (56) Андреев P.b., Волосов В.д. и Колинцев А.Г. Нелинейный спектрограф с управляемой дисперсией. Оптика и спектроскопия, т. 34, вып. 1, с. 186-187, 1973. (54) ИНФРАКРАСНЫЙ СПЕКТРОИЕТР (57) Изобретение относится к устройствам для получения и регистрации спектра и может использоваться в прикладной спектроскопии. Цель.изобре тения — увеличение дисперсии. Спект рометр содержит нелинейный преобразователь частоты, выполненный в виде двух нелинейных кристаллов 1 и 2, лазер 3 опорного излучения, систему формирования и совмещения пучков исследуемого ИК и опорного излучений, состоящую из коллиматоров 4 и 5, полупрозрачной пластины 6 и объектива 7, : сменный светофильтр 8, щель 9, панорамный приемник, включающий опти-.=ский фильтр !0, объектив 1 1 и светочувствительный слой !2. Благодаря конструктивным осoáeííîñòÿì нелинейного преобразователя частоты ИК-излучение каждой длины волны преобразуется в излучение на суммарной частоте в двух направлениях, симметричных относительно оси спектрометра. Фильтр 8 служит для выделения излучения одной длины волны — либо Ъ, либо % где фазовосогласованное преобразование. с длиной волны Ф „ происходит в направлении осн спектрометра. 2 ил.

1376717

Изобретение относится к устройствам для получения и регистрации спектра и может использоваться в прикладной спектроскопии, 5

Целью изобретения является увеличение дисперсии.

На фнг. 1 приведена оптическая схема спектрометра; на.фиг. 2 — нелинейный преобразователь частот. 10

Инфракрасный спектрометр содержит нелинейный преобразователь частоты, выполненный в, виде двух нелинейных кристаллов 1 и 2, лазер 3 опорного излучения, систему формирования и сов-15 мещения пучков исследуемого ИК и опорного излучений, состоящую из коллиматоров 4 и 5, полупрозрачной пластины 6 и объектива 7, сменный светофильтр 8 с длинами волн A - 9 или 20 где Ъ вЂ” длина волны исследуемого ИК излучения, щель 9, размещенную в фокусе объектива 7, панорамный приемник, включающий оптический фильтр

10, объектив 11 и светочувствительный слой 12.

Устройство работает следующим об,разом.

Исследуемое ИК-излучение и опорное излучение коллимируются коллима- 30 торами 4 и 5 соответственно и сводят ся в пространстве с помощью полупрозрачной пластины 6. С помощью объектива 7 и щели 9 формируется расходящийся пучок в нелинейном преобраэова- 35 теле частоты, где осуществляется нелинейное преобразование исследуемого ИК-излучения в излучение на суммарной частоте. Спектр исследуемого .ИК-излучения определяется по углово- 40 . му распределению преобразованного излучения, зарегистрированному панорамным приемником преобразованного излучения. Благодаря конструктивным особенностям нелинейного преобразователя частоты ИК-излучение каждой длины волны, эа исключением g, преобразуется в излучение на суммарной частоте в двух направлениях а и b, симметричных относительно оси спектрометра (см. фиг. 2). Поскольку для направления а О,а О,с 8, то в этом а a .. направлении в кристалле 1 происходит фаэосогласованное преобразование ИКизлучения с длинои BoslHbl Ъ a B 55 кристалле 2 — с длиной волны h причем h, g4 . Аналогичная ситуация а а имеет место в направлении b вдоль которого в кристалле 1 происходит фазосогласованное преобразование ИКизлучения с длиной волны Ъ причем

Ь о 1 Э

"h,==9 = h;, а в кристалле 2 — с длиной волны Ъ, причем h =Ъ = % . Для исклюЬ Ъ чехия этой неоднозначности служит фильтр 8 с длинами волн h Я илн

% а Ъ„ соответственно, при этом в на" правлениях а и Ь преобразуется излучение с длиной волны, равной либо Я;, либо %

Дисперсия данного инфракрасного спетрометра в, 2 раза выше дисперсии прототипа, поскольку для каждой длины волны

oL, =2/6 - 9,, где о =B = Ц .

H p и м е р. Нелинейный преобразователь выполнен из LiNb0l в виде двух кристаллов 1 и 2, вырезанных под уго лом В =70 к оптической оси, а в качестве лазера 3 использован лазер на l+

IAG:Û =1,06р . При этом при комнатной температуре в направлении оси спектрометра осуществляется фазосогласованное преобразование 9 =2p.

Одновременно преобразуется ИК-излучение с длинами волн в диапазоне

1,8-2ч или 2-2,5 р при .использовании фильтра 8.

Фильтр 8 состоит из 17 чередующихся слоев из TiO< и SiO с различными толщинами слоев.

Разрешающая способность спектрометра %/3%10

При плотности мощности опорного излучения .на щели О, 1 МВт/см эффективность смещения частот в кристалле LiNb09 длиной 4 см изменяется от

35 до 12Х. при изменении углового распределения излучения за щелью посредством варьирования ширины щели.

Формула изобретения

Инфракрасный спектрометр, содержащий оптически связанные лазер опорного излучения, нелинейный преобразователь частоты, систему формирования и совмещения пучков исследуемого ИКизлучения и опорного излучения в нелинейном преобразователе частоты и панорамный приемник преобразованного излучения, о т л и ч а ю щ и и с.я тем, что, с целью увеличения дисперсии спектрометра, нелинейный преобразователь частоты выполнен в виде двух нелинейных кристаллов, располо1376717 женных последовательно по ходу излучения так, что их оптические оси лежат в оДной плоскости с осью спектрометра, образуют с ней углы 9, соот-. ветствующие фаэосогласованному преобразованию исследуемого излучения с длиной волны Ъ,, и повернуты друг относительно друга на угол 180 - 28, перед нелинейным преобразователем частоты на пути исследуемого иэлучения установлен сменный фильтр с дли-нами волн % фо и ф а ф соответственно, а между системой формирования и совмещения пучков исследуемого и рпорного иэлучений и нелинейным преобразователем установлена щель, перпенди-. кулярная главной плоскости преобразователя.