Минигабаритный гиперспектрометр на базе дифракционного полихроматора
Изобретение относится к области технической физики. В полихроматоре дифракционная решетка выполнена с отверстием в ее вершине, входная щель расположена в центре этого отверстия, а сферическое зеркало установлено так, что его фокус совмещен с центром входной щели, причем угол между нормалями к решетке и зеркалу выбран таким образом, чтобы средняя длина волны спектра была совмещена с нормалью к решетке. Технический результат изобретения - повышение пространственного разрешения вдоль щели и удешевление конструкции полихроматора. 1 ил.
Изобретение относится к спектральным приборам, а именно к дифракционным полихроматорам, предназначенным для разложения в спектр анализируемого излучения.
Известны дифракционные полихроматоры, предназначенные для работы в различных областях спектра [Пейсахсон И.В. Оптика спектральных приборов. Л.: Машиностроение. 1995. С.177].
При достаточно высоком качестве изображения спектра эти полихроматоры имеют либо большое количество отражающих поверхностей, либо при их изготовлении используется сложная и дорогая асферическая оптика.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является дифракционный полихроматор, построенный по схеме Водсворта [W.R.Hunter, M.P.Kowalski, R.G.Cruddace. Wadsworth mount redux: paraboloidal versus spherical gratings. - Applied Optics, Vol.42, #31, 1 November 2003].
Такой полихроматор содержит вогнутую дифракционную решетку, установленную в параллельном пучке, создаваемом вогнутым зеркалом.
Пространственное разрешение вдоль входной щели этого полихроматора снижено из-за астигматизма вогнутого сферического зеркала.
Целью изобретения является повышение пространственного разрешения и удешевление конструкции полихроматора и стоимости его изготовления.
Поставленная цель достигается благодаря тому, что в дифракционном полихроматоре, содержащем входную щель, вогнутое сферическое зеркало, вогнутую сферическую дифракционную решетку, дифракционная решетка выполнена с отверстием в ее вершине, входная щель расположена в центре этого отверстия, а сферическое зеркало установлено так, что его фокус совмещен с вершиной вогнутой решетки и центром входной щели, причем угол между нормалями к зеркалу и решетке выбран таким образом, чтобы средняя длина волны спектра была совмещена с нормалью к решетке.
На чертеже дана схема предлагаемого гиперспектрометра.
Излучение источника света (не показан) через входную щель 1 расходящимся пучком падает на вогнутое сферическое зеркало 2, которое отражает излучение в виде параллельного пучка на вогнутую сферическую дифракционную решетку 3 под углом α. Далее дифрагированные монохроматические пучки света фокусируются на фокальную поверхность 4, причем средняя длина волны спектра дифрагирует по нормали к решетке.
Расчеты показали, что астигматизм полностью отсутствует на нормали к решетке.
Дифракционный полихроматор, содержащий входную щель, вогнутое сферическое зеркало и вогнутую сферическую дифракционную решетку, отличающийся тем, что, с целью повышения пространственного разрешения вдоль щели и удешевления конструкции полихроматора и изготовления его деталей, дифракционная решетка выполнена с отверстием в ее вершине, входная щель расположена в центре этого отверстия, а сферическое зеркало установлено так, что его фокус совмещен с центром входной щели, причем угол между нормалями к решетке и зеркалу выбран таким образом, чтобы средняя длина волны спектра была совмещена с нормалью к решетке.
