Оптическая система для освещения входной щели спектрального прибора

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в осветителях спектрофотометров. Цель изобретения - повышение стабильности освещения при работе на разных участках спектра. При переходе на другой участок спектра проекционная линза 2, диафрагма 3, коллективная 4, коллекторная 5 и конденсорная 7 линзы, перемещаются вдоль оптической оси, а вогнутый уголковый отражатель 12 - перпендикулярно оптической оси системы. При неподвижных источнике света 1, выпуклом уголковом отражателе 11 и антивиньетирующей линзе 9 обеспечивается сохранение сопряжения оптических компонентов. Перемещение каждого из компонентов пропорционально повороту вала общей кинематической связи. 1 с., 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

y1) 4 С 02 В 19/00, G 01 Л 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1О

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4314017/31-10 (22) 06.10.87 (46) 23.09.89. Бюп, М- 35 (71) Харьковский государственный университет им. А.М.Горького (72) О.В.Калантарьян, С.И.Кононенко, В.И.Муратов и В.Е.Сторижко (53) 535.824.3 (088.8) (56) Зайдель А.Н., Островская Г.В., Островский 10.И. Техника и практика спектроскопии. — M. Наука, 1976, с. 145. (54) ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОСВЕЩЕНИЯ ВХОДНОЙ ЩЕЛИ СПЕКТРАЛЬНОГО ПРИБОРА (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и м.б. использовано в осветителях спектрофо„„Я0„„1509798 А 1

2 тометров. Цель изобретения — повышение стабильности освещения при работе на разных участках спектра °

При переходе на другой участок спектра проекционная линза 2, диафрагма 3, коллективная 4, коллекторная 5 и кон-. денсаторная 7 линзы перемещаются вдоль оптической оси, а вогнутый уголковый отражатель 12 — перпендикулярно оптической оси системы.

При неподвижных источнике света 1, выпуклом уголковом отражателе 11 и антивиньетирующей линзе 9 обеспечивается сохранение сопряжения оптических компонентов. Перемещение каждого из компонентов пропорционально повороту вала общей кинематической связи. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1509798

Изобретение относится к спектральному приборостроению и может найти применение при конструировании осветителей спектрофотометров.

Целью изобретения является повышение стабильности освещения при работе на разных участках спектра.

На фиг. 1 изображена принципиальная оптическая схема оптической системы; на фиг ° 2 — кинематическая схема системы, на фиг.3 — кинематическая схема привода вогнутого уголкового отражателя.

Оптическая схема системы (фиг.1) содержит источник 1 света, проекционную линзу 2, диафрагму 3 с расположенной вблизи нее коллективной линзой 4, коллекторную выпукло-плоскую линзу 5 с нанесенным на ее задней 20 плоской поверхности первым растром

6, конденсорную . плосковыпуклую линзу 7 с нанесенным на ее передней плоской поверхности вторым растром 8 и антивиньетирующую линзу 9, распо- 25 ложенную непосредственно перед входной щелью 10 спектрального прибора.

Линзы в каждом из растров 6 и 8 одинаковы, их оптические оси параллельны оптической оси системы и количе- 30 ство их в растрах одинаково. Все линзы, кроме линзы 9, изготовлены из одного материала (кварца), а спектральные зависимости изменения показателя преломления MBTepHRJIa . линзы 9 (флюорита) и материала остальных линз совпадают с точностью до постоянного множителя. Между линзой 2 и диафрагмой 3 установлена система с переменным оптическим рас- 40 стоянием. Она содержит расположенный на оси системы выпуклый уголковый девяностоградусный отражатель 11, рабочие грани которого расположены под углом 45 к оптической оси, и 45 вогнутый уголковый девяностоградусный отражатель 12. Плоскости граней отражателя 11 параллельны соответствующим плоскостям граней отражателя 12.

Кинематическая схема устройства представлена на фиг.2. Линза 2, диафрагма 3 с линзой 4, линза 5 и линза 7 установлены соответственно на каретках 13, 14, 15 и 16, которые имеют возможность перемещения вдоль оптической оси за счет кинематических связей соответственно 17, 18, 19 и 20. Указанные связи идентичны по структуре, включают в себя ось с нарезанным на ней винтом, вдоль которого перемещается гайка соответствующей .каретки, и соединены с постоянными передаточными отношениями с общей кинематической связью 21 посредством кинематической пары, один из элементов которой закреплен на оси соответствующей связи, а второй — на .оси связи 21. Линза 9 и уголковый отражатель 11 жестко закреплены на корпусе 22 устройства.

Каретка 23 уголкового отражателя 12 (фиг.3) имеет возможность перемещения перпендикулярно оптической оси устройства за счет кинематической связи 24, которая соединена с постоянным передаточным отношением с общей кинематической связью 21. Отличие связи 24 от описанных связей

17-20 в том, что кинематическая пара обеспечивает движение каретки 23 перпендикулярно оптической оси устройства, а не вдоль ее.

Оптическая система работает следующим образом.

Вначале оптическая схема съюстирована для излучения с длиной волны

3, и ход лучей в ней представлен на фиг.1. Проекционная линза 2 через систему уголковых отражателей 11 и 12 образует изображение источника 1, увеличенное в заданное число раз, на диафрагме 3, которая вырезает участок изображения заданной площади. Растр 6 совместно с линзой

5 дает изображение этого участка в плоскости второго растра 8. Линза 9 отображает плоскость растра 8 на входной объектив спектрального прибора (не показан). Это описан канал передачи изображения источника. Он служит для освещения входной щели

i0 спектрального прибора по высоте.

Одновременно линза 4 создает изображение проекционной линзы 2 в плоскости первого растра 6. Линза 7 совместно с растром 8 проецирует изображение растра 6 в плоскость входной щели 10. Это канал передачи изображения проецирующей линзы. Он служит для освещения входной щели 10 по ширине.

При переходе к измерениям на другой длине волны 3,юстировка схемы нарушается. Это связано со спектральной зависимостью показателя преломления материала линз. Так как все

1509798 6 стабильность освещения входной щели спектрального прибора.

5 линзы (кроме линзы 9) сделаны из одного материала, то относительное изменение их фокусных расстояний, а значит, и междулинзовых промежутков пропорциональны одной величи5 неЬ.

Восстановление сопряжения (юстирбвка) оптических элементов на межлинзовых промежутках осуществляется следующим образом. Ня вход общей кинематической связи 2 1 подается угол поворота, пропорциональный и . Вращение от оси общей связи 21 передается посредством кинематических пар связей 17-20 на пару винт — гайка и каретка, соединенная с соответствующей гайкой, перемещается вдоль оптической оси до установки оптического элемента в нужное положение. 20

Линза 2 перемещается относительно источника 1, а линзы 4, 5, 7 — относительно линзы 9.

Для компенсации суммарного изменения междулинзовых проме>кутков одновременно с остальными подвижными оптическими элементами перемещается перпендикулярно оптической оси вогнутый зеркальный отражатель 12 посредством кинематической связи 24 . При этом соответствующие плоскости уголковых отражателей 11 и 12 параллельны друг другу. Таким образом, восстанавливается юстировка оптической системы.

Конкретная система освещения использовалась для спектрального прибора, имеющего следующие параметры: фокусное расстояние входного объектива F = 600 мм, светосила объек- 40 тива 1:8, высота входной щели 12 мм.

Увеличение проецирующей линзы 1 составляло Р = 3 и оставалось постоянным для всех длин волн. Линзы 2, 4, 5, 6, 7 и 8 изготовлены из кварца, 45 а линза 9 — из флюорита.

Для всех длин волн в рабочей части спектра выполняется сопряжение всех оптических элементов системы, т.е. оптическая схема постоянно съюс,тирована, а это повышает стабильность выходных характеристик системы и

Ф о р м у л я и з о б р е т е н и я

1. Оптическая система для освещения входной щели спектрального прибора, содержащая источник света,проекционную линзу, диафрагму, коллективную линзу, коллекторную выпуклоплоскую линзу с первым линзовым растром на плоской поверхности, конденсаторную плоско-выпуклую линзу со вторым линэовь>м растром на плоской поверхности и янтпвиньетирующую линзу, причем количество линз в первом и втором растрах одинаково, о т л ич а ю щ я я с я тем, что, с целью повышения стабильности освещения при работе на разных участках спектра, в промежутке между проекционной линзой и диафрагмой, или между коллективной и коллекторной линзами, или между конденсорной и антивиньетирующей линзами установлена система из двух уголковых отражателей с прямыми углами между гранями, первый из которьг, выпуклый, размещен на оптической оси так, что его грани наклонены относительно оптической оси на угол 45, второй, вогнутый, установлен с возможностью перемещения перпендикулярно оптической оси так, что его грани параллельны граням первого уголкового отражателя, при этом проекционная линза, диафрагма, коллективная, коллекторная и конденсорная линзы установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси.

2. Система по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что проекционная, коллективная и конденсорная., линзы выполнены из кварца, а антивиньетирующая — из флюорита.

3. Система по п. 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что проекционная,коллективная и конденсорная . линзы,диафрагма и второй уголковый отражатель установлены в оправах, соединенных общей кинематической связью с постоянными передаточными отношениями.

1509798

9 10

21 юг. У

Составитель В.Архипов

Редактор С.Пекарь Техред Л.0лийнык, Корректор М.Васильева

Заказ 580á/42 Тираж 513 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101