Диспергирующее устройство

 

1 1 4I983I

ОП И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) ) Заявлено 05.07.71 (21) 1678574/18-10 с присоединением заявки (32) Приоритет

Опубликовано 15.03.74. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 12.08.74 (51) М. Кл. С 02b 5 04

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР аа делам изоаретени»

» открытий (53) УДК 535.514.3 (088.8) (72) Авторы изобрстения Ю. Э. Камач, Е. H. Козловский, В. М. Овчинников и Ю. И. Сиротин (71) Заявитель (54) ДИСПЕРГИРУЮ1ЦЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к спектроскопии.

Известны диспергирующие устройства, содержащие вещество, ограниченное плоскими гранями, например в виде призмы, использующие зависимость угла преломления от длины волны излучения, падающего на границу двух сред с различными показателями преломления.

Для увеличения дисперсии в предлагаемом устройстве призма выполнена из оптически анизотропного материала и содержит, по меньшей мере, одну отражающую грань, перпендикулярную одной из плоскостей симметрии эллипсоида показателей преломления анизотропно .о материала.

Устройство может быть выполнено в виде треугольной призмы из одноосного кристалла, оптическая ось которого лежит в плоскости падения излучения на отражающую грань.

Устройство может быть выполнено в виде призмы с двумя отражающими гранями, нормяли к которым лежат в одной плоскости.

Такое выполнение устройства обеспечивает ,.величение дисперсии за счет суммирования дисперсии света при преломлении с дисперсиеи при отражении, основанной на принципе зависимости угла отражения необыкновенного луча в оптически анизотропной среде от длины волны света при определенныхориентациях главных диэлектрических осей кристалла относительно отражающих граней, 2

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство (варпант с одной отражающей гранью); на фпг. 2 — то же (с двумя отражающими гранями).

5 Предлагаемое диспергирующее устройство может быть выполнено в виде треугольной призмы 1, например, из одноосного кристалла.

Отражающей гранью 2 является основание призмы 1. Оптическая ось С кристалла лежит

10 в плоскости падения излучения на грань 2 призмы 1, при этом отражающая грань 2, а также входная 3 и выходная 4 грани перпендикулярны одной из плоскостей симметрии эллипсоида показателей преломления анпзо15 тронного материала.

Для увеличения дисперсии за счет отражения призма 1 может быть выполнена с двумя отражающими гранями 2 н 2, нормали к ко20 торым лежат в одной плоскости, совпадающей с одной из главных плоскостей кристалла (см. фиг. 2).

Устройство работает следующим образом.

При падении параллельного пучка света в

25 спектральном диапазоне л1(Хср

d8

d).

dr di — — cos r х, di, сУл

d /i

В главной плоскости анизотропного кристалла угол отражения r необыкновенного луча связан с углом падения следующей зависимостью:

2 (np — п ) ctg;

2 2

tgr tgi, (1) п -+- n„, c j g -(где по и и,— показатели преломления кристалла для обыкновенной и необыкновенной волн соответственно, а у — угол между нор— > малью q к отражающей грани 2 и оптической осью С кристалла.

Из соотношения (1) следует, что угол отражения r является функцией показателей преломления по и и, и угла падения i, которые в свою очередь зависят от длины волны изЫ6 лучения. Поэтому угловая дисперсия

dл призмы 1 (Π— угол отклонения излучения при отражении от грани 2) определится соотношением:

L,(у 4по л с1д т (1 + ctg 1)

cos i di (и„+ и, ctg Y)

X, —, (2) где i, — изменение угла падения на отражающую грань 2 за счет дисперсии на преломляющей грани 3.

Из выражения (2) видно, что дисперсия при отражении, суммирующаяся с дисперсией преломления, зависит от углов падения i, отражения r, от ориентации оптической оси кристалла (угла у) и от показателей преломления по и и, для обыкновенного и необыкновенного лучей.

Конкретные значения величин по, n„ i, r, у, а следовательно, конкретная конфигурация призмы 1 определяется в зависимости от условий работы в конкретном спектральном приборе и в зависимости от предъявляемых к нему требований.

После отражения от грани 2 пучок диспергирует на выходной грани 4.

4

Призма, изображенная на фиг. 2, работает аналогичным образом, но дисперсия при отражении в ней увеличена вдвое за счет двухкратного отражения от граней 2 и 2 .

Диспергирующее устройство может быть выполнено и из двуосных кристаллов, отражающая грань может быть не плоской, а представлять собой дифракционную решетку, что позволит дополнительно увеличить дисперсию за счет дифракции и т. д,.

Для решения некоторых конкретных задач достаточно использовать только дисперсию при отражении без дисперсии при преломлении на входной грани, которая в этом случае должна быть перпендикулярна оси пучка и одной из главных диэлектрических осей кристалла.

Bci всех рассмотренных примерах угол падения излучения на отражающую грань превышает предельный угол полного внутреннего стражения.

Однако в некоторых случаях целесообразно работать при углах падения, меньших указанного предельного значения, например, при использовании устройства в системах, основанных на принципе нарушенного полного внутреннего отражения.

Предлагаемое диспергирующее у стройство может также найти применение в электрооптических модуляторах, оптических затворах в системах переключения света.

Предмет изобретения

l. Диспергирующее устройство, содержащее призму, отл ич а юще ес я тем, что, с целью увеличения дисперсии, призма выполнена из оптически анизотропного материала и содержит, по меньшей мере, одну отражающую грань, перпендикулярную одной из плоскостей симметрии эллипсоида показателей преломления анизотропного материала.

2. Устройство по п. 1, отл и ч а ющееся тем, что оно выполнено в виде треугольной призмы из одноосного кристалла, оптическая ось которого лежит в плоскости падения излучения на отражающую грань.

3. Устройство по п. 1, отл и ч ающееся тем, что оно выполнено в виде призмы с двумя отражающими гранями, нормали к которым лежат в одной плоскости, Фиг. 1

Составитель Л. Тахтаджан

Техред А. Васильева

Редактор И. Шубина

Корректор Н. Торкина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1923/!7 Изд. ¹ 1388 Тираж 537 Подписное

Ы1ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и откргятий

Москва, 7К-35, Раугпская наб., д. 4, 5