Вакуумный фурье-спектрометр

Авторы патента:

G01J9/02 - методами интерферометрии (использование интерферометров для оптических методов измерения линейных размеров предметов G01B 9/02)

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, предназначено для спектральных измерений, может быть использовано в приборах, предназначе гаых для фотоэлектричекой регистрации интерферограмм. Цель - повышение оперативности изме- .рений,упрощение процесса калибровки источников или приемника излучения и расширение спектрального рабочего диапазона вакуумного Фурье-спек тро-. метра.Для зтого коллиматор интерферометра вьшолнен в виде внеосевого параболоида на два фиксированных положения (по числу источников излучения ) с возможностью поворота параболоида вокруг оптической оси ;интерферометра, проходящей через центр отражающей поверхности параболоида и составляющей с иормалью к поверхности в центре внеосевого параболоида угол, равный половине угла внеосевитости параболоида. Камера интерферометра имеет окно для ввода излучения от внешних источников, а также площадку для установки внешнего источника таким образом, что он . оказывается при повороте параболоида в одном из фиксированных положений в фокусе внеосевого параболоида.При этом переключение источников (вращение внеосевого параболоида) и контроль его положения осуществляют снаружи вакуумной камеры с помощью поворотного устройств, которое соединяется с юстировочным устройством параболоцда через вакзгумное уплотнение посредством гибкого валика, который не препятствует предварительной юстировке внеосевого параболоида. 2 ил. о S О1 Ф Oi

6,::ОЭ СОГРЕТО-1ИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Ш4- G 01 Ю 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВЧ ОРСЯОМ ." СВИДЕ П9 ЗЬСТВУ

%ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 4004107/31-25 (22) 08.01.86 (46) 07.11.88. Бюл. У 41 (71) Центральное конструкторское бюро уникального приббростроения

Научно-технического объединения АН

СССР (72) В.И. Арзамасцев (53) 535.853(088.8) (56) Тарасов К И. Спектральные приборы. Л., 1968, с. 200.

Белл Р.Дж. Введение в Фурье-снектроскопин . -N.: Мир, 1975,. (54) ВАКУУМНЫЙ ФУРЬЕ-СПЕКТРОМЕТР (57) Изобретение относится к аналитическому -приборостроению, предназначено для спектральных измерений, может быть использовано в приборах, предназначенных для фотоэлектриче- кой регистрации интерферограмм.

:Цель вЂ” повышение оперативности изме.рений,упрощение процесса калибровки источнижов или приемника излучения . и расширение спектрального рабочего диапазона вакуумного Фурье-спектро". метра.Для этого коллиматор интерферометра выполнен в виде внеосевого параболоида на два фиксированных положения (по числу источников излучения) с возможностью поворота параболоида вокруг оптической оси интерферометра, проходящей через центр отражающей поверхности параболоида и составляющей с нормалью

;к поверхности в центре внеосевого

;параболоида угол, равный половине угла внеосевитостн параболоида. Камера интерферометра имеет окно для ввода излучения от внешних источников, а также площадку для установки внешнего источника такыр образом, что он оказывается при повороте параболоида в одном из фиксированных положений в фокусе внеосевого параболонда.Прн этом переключение источников (вращение внеосевого параболонда) н контроль его положения осуществляют снаружи вакуумной камеры с помощью поворотного устройства, которое соединяется с юстировочным устройством параболоида через вакуумное уплотнение посредством гибкого валика, который не препятствует предварительной юстировке внеосевого параболоида. 2 ил.

И 3обретение относится к аналитическому приборостроению, предназначено для спектральных измерений и может быть использовано в приборах, предназначенных для фотоэлектричевЂ” ской регистрации интерферограмм.

Пель изобретения вЂ” повышение оперативности измерений и калибровки, расширение спектрального рабочего 10 диапазона вакуумного Фурье-спектро, метря.

Па фиг. 1 изображена оптическая схема интерферометра Майкельсона, на

,фиг. 2 вЂ” вакуумная камера интерфе;рометра, входящая в состав вакуумного Фурье-спектрометра.

Иытерферометр Майкельсона включает в себя источник 1 излучения, кол лимятор 2, светоделитель 3, подвиж- 2р ,ное зеркало 4, неподвижное зеркало 5, объектив 6 и приемник 7.

Коллиматор 2 представляет собой внеосевой параболоид с углом внеосевитости с, являющийся частью ис- 25 ходного паряболоида 8 (показан штрихпунктирной линией). Внеосевой параболоид установлен так, что оптическая ось 9 интерферометра проходит через центр его отражающей поверхнности и составляет с нормалью 1О к поверхности в центре внеосевого пяряболоида угол /2, т.е. угол, равный половине угла внеосевитости внеосевого параболоида. Кроме того, коллиматор имеет воэможность вращения вокруг оси 9.

При вращении коллиматора вокруг оси 9 отрезок оптической оси ll осветителя, равный фокусному расстоянию внеосевого паряболоида f 5< z, опи1 сывает в пространстве коническую поверхность с углом при вершине 2а, а диаметр основания конуса D = 2Y,, определяет траекторию, описываемую точкой фокуса внеосевого параболоида, в которую устанавливают источники излучения 8 „. Высота конуса h. Ось

12 исходного параболоида при указанном вращении описывает цилиндрическую поверхность с диаметром оснований D и высотой, равной фокусному расстоянию исходного параболоИсх.h

В осветительную систему интерферометра (фиг. 2) входят поворот55 ный на два фиксированных положения коллиматор 13 на основе внеосевого параболоида с углом внеосевистости

cl, поворотные зеркала 14 и 15, источники излучения вЂ” штатный 16 и внешний 17. Переключение источников осуществляется поворотом на 180" внеосевого паряболоидя снаружи камеры зя рукоятку 18, жестко соединенную с валиком 19, передающим вращение через вакуумное уплотнение 20 на муфту 21 и гибкий валик 22, а с него на оправку 23, в которой жестко закреплен внеосевой параболоид в рассмотренном (фиг. I) положении. В каждом из двух рабочих положений коллиматор фиксируется с помощью фиксатора 24. Информация о положении коллиматоря определяется визуально по положению рисок, нанесенных на рукоятке 18, или по электрическому сигналу, который выдается при замыкании щупом 25 контактов концевых микропереключателей 26 или 27 на индикаторную приборную панель спектрометра или на ЭВМ для документирования и контроля, например, с помощью видеотона.

Переключение источников излучения с помощью описанного внеосевого паряболоида-коллиматора позволяет упростить оптическую схему осветителя, содержащего несколько источников излучения, так как сам коллиматор является и переключающим элементом оптической схемы. Предлагаемая схема интерферометра позволяет выполнить вакуумный спектрометр на основе интерферометра Майкельсона с несколькими источниками излучения, в том числе с внешними источниками, которые можно использовать для расширения спектрального рабочего диапазона спектрометра и (или) для калибровки прибора от эталонного источника.

Причем переключение источников производится оперативно, не требуется разгерметизации камер спектрометра при переключении источников, не требуется дополнительной юстировки прибора.

Испытания поворотного внеосевого параболоида в качестве коллиматорапереключателя источников излучения в составе вакуумного субмиллиметрового Фурье-спектрометра показали повышение оперативности измерений, ускорилась и упростилась калибровка прибора, быстрое переключение ня сменные внешние источники прибора позволило оперативно расширить ря3 бочий спектральный диапазон при различных измерениях.

Формула изобретения

Вакуумный Фурье-спектрометр, содержащий в корпусе источник, коллиматор, интерферометр Майкельсона, объектив, приемник, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения оперативности измерений и калибровки, расширения спектрального рабочего диапазона спектрометра, коллиматор выполнен в виде внеосе435957

4 вого параболоида с воэможностью поворота вокруг оптической оси интер-, ферометра, проходящей через центр отражающей поверхности параболоида и составляющей с нормалью к поверхности в центре внеосевого параболоида угол, равный половине угла внеосевитости параболоида и установки в и фиксированных положений, а камера интерферометра снабжена окном и по крайней мере одним дополнительным источником, расположенным с внешней стороны окна в фокусе коллиматора

Фиг. 7

1435957

Фцв. 2;

Составитель Л. Гойхман

Техред Ц,Дидык

Корректор Э Лончакова

Редактор. Н. Тупица

Заказ 5636/40

Тираж 499 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области интерферометрических измерений и может быть использовано для измерения параметров волновых фронтов электромагнитного излучения

Многолучевой интерферометр для спектральных и поляризационных измерений // 1346955

Изобретение относится к конт рольно-измерительной технике и может быть использовано для спектральных измерений и управления частотой излучения (частотной селекции) в лазерах с широкой линией усиления активной среды

Способ определения характеристик роста кристаллов в растворе // 1290092

Изобретение относится к области контроля при выращивании монокристаллов

Устройство для регистрации изменений порядка интерференции // 1267868

Изобретение относится к оптикоинтерференционным средствам измерений и может быть использовано для регистраций изменений порядка интерференции в различных типах интерференционных рефрактометров

Устройство для аттестации фазовых пластин // 1249347

Измеритель длин волн // 1247674

Способ измерения продольной корреляционной функции поля оптического излучения // 1239529

Изобретение относится к физической оптике и позволяет повысить точность продольной корреляционной функции поля оптического излучения

Интерференционно-теневое устройство // 1179744

Способ определения оптической плотности фазовых объектов и устройство для его осуществления // 1139977

Устройство для измерения длин волн лазеров // 1122088

Оптоволоконный интерферометр и оптоволоконный пьезоэлектрический преобразователь // 2100787

Изобретение относится к технической физике, в частности к классу устройств для исследования внутренней структуры объектов, и может быть использовано в медицине для диагностики состояния отдельных органов и систем человека, в частности, для оптической когерентной томографии, и в технической диагностике, например, для контроля технологических процессов

Способ компенсации разности фаз саньяка в кольцевом интерферометре волоконно-оптического гироскопа // 2146807

Изобретение относится к волоконной оптике и может быть использовано при конструировании датчиков физических величин на основе волоконных интерферометров, а также волоконно-оптических гироскопов

Интерферометр // 2217713

Изобретение относится к измерению оптических характеристик веществ и может быть использовано для оптического детектирования вещественных компонентов

Способ повышения точности измерений лазерного интерферометра // 2243500

Изобретение относится к методам измерений, в частности измерений дистанции, производимых с помощью лазерного интерферометра (1, 2)

Оптическое устройство для исследования объекта // 2247938

Изобретение относится к технической физике, в частности к исследованиям внутренней структуры объектов оптическими средствами, и может быть использовано для получения изображения объекта методом рефлектометрии и оптической когерентной томографии в медицинской диагностике состояния отдельных органов и систем in vivo или in vitro, а также в технической диагностике, например, для контроля технологических процессов

Устройство для интерферометрических измерений // 2272991

Изобретение относится к измерительным устройствам и может быть использовано, в частности, для интерферометрических измерений в устройствах, отличающихся оптическими средствами измерения, например для исследования внутренней структуры объекта исследования и получения его изображения с помощью оптического низкокогерентного излучения при медицинской диагностике состояния отдельных органов и систем человека, в том числе in vivo, а также в технической диагностике, например для контроля технологических процессов

Интерферометрическое устройство (варианты) // 2273823

Солнечный интерферометр когерентности с рассеивающей линзой // 2410641

Быстродействующий измеритель длины волны лазерного излучения для волоконно-оптических систем передачи информации // 2425338

Изобретение относится к измерительной технике в области спектрометрии и представляет собой быстродействующий измеритель длины волны лазерного излучения, распространяющегося по волоконному световоду, построенный на основе двухканального интерферометра Майкельсона

Способ измерения длины волны лазерного излучения // 2064667