Интерференционный спектрометр

 

С А

ОП И НИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ о>593081

Союз Советских

Социалистических

Республик к авто скому свидетельству (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.02.74 (21) 1995522/18-25 (51) N Кз г С 01 3 3, 26 с присоединением заявки М—

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.02.78. Бюллетень ¹ 6 (45) Лата опубликования описан JB 30.01.78 (53) УДК 535.853.3 (088.8) (72) Автор изобретения (71) Заявитель

М. A. Гершун (54) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ СПЕКТРОМЕТР

Изобретение относится к оптико-интерференциопным спектральным приборам с селективной модуляцией и предназначено для регистрации спектров в видимой и инфракрасной областях спектра.

Известны двухлучевые спектрометры с селективной модуляцией (1, 2). Для выделения сигнала, соответствующего излучению в разрешаемом спектральном интервале, селективная модуляция в них осуществляется путем коммутации световых пучков, проходящих оптическую схему прибора разными путями.

Известны также интерференционные спектрометры с обратнокруговым ходом лучей, содержащие полупрозрачные и светоделительные элементы, в которых селективная модуляция осуществляется путем коммутации световых пучков с обоих выходов интерференционной части прибора (3).

Недостатком известного спектрометра является невозможность компенсации неравенства деления световых пучков в широкой области спектра, что приводит к погрешности определения энергии спектральных элементов и ограничивает область работы прибора без перестройки.

Целью изобретения является обеспечение компенсации неравенства деления световых пучков в широкой области спектра.

Это достигается тем, что в предлагаемом интерференционном спектрометре в части плоскости сечения интерферирующих пучков перпендикулярно ходу лучей установлено два

5 отражательных зеркала.

На чертеже показана оптическая схема предлагаемого интерференционного спектрометра.

Спектрометр содержит источник света 1.

1О объектив 2, диафрагму 8, объектив 1, полугрозрачный светоделнтель 5, дифракционную решетку б, отражательное зеркало 7, пнтерференционное зеркало 8, отражательное зеркало 9, дпфракционную решетку 10, объектив

11, диафрагму 12, объектив 18, ослабитель 14, объектив 15, зеркальный прерыватель 1б, объектив 17 и фотоприемник 18.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток исследуемого источника света 1 через объектив 2 попадает на прозрачный сектор диафрагмы 8. Далее световой поток проходит через объектив 4, падает на светоделитель 5 и делится на два интерферпрующих между собой пучка. В нижней части зрачка интерференционной части спектрометра перпендикулярно лучам между дифракцпоннымп решетками б и 10 установлено два зеркала 7 и 9. Изображения верхних (нижних) секторов диафрагм 8 и 12 совпадает с нижними (верхними) секторами этик диафрагм

593081 как в лучах, которые проходят интерференционную часть спектрометра, не отражаясь от зеркал 7 и 9, так и в лучах, которые отражаются от 3ТНх зеркал. Интерференционные кольца в плоскости диафрагм 8 и 12 наблюдаются только в лучах, которые не отражаются от зеркал 7 и 9. Для остальных лучей контраст интерференционной карп ны равен нулю вследствие клина, введенного наклоном этих зеркал, так как нижняя часть спектрометра представляет собой только светоделительную схему, а не интерферометр с обратнокруговым ходом лучей. Объективами 18 и

15 изображения диафрагм 8 и 12 проектируются на плоскость зеркального прерывателя

16, который попеременно направляет световые потоки Ф! и 6)g, выходящие из этих диафрагм, соответственно, на фотоприемннк 18. Ослабитель 14 компенсирует потери на отражении световых пучков прерывателем 16.

При дифференциальной регистрации усиливаемый сигнал с фотоприемника соответствует разности световых потоков 6>! н Ф>. В данном спектрометре необходимо точное выра»кивание фоновых световых потоков, т. е. энергетический баланс световых пучков, падающих на фотоприемник.

Каждый из сравниваемых потоков, попеременно падающих на фотоприемник, состоит из двух пространственно не совпадающи; пучков (в плоскости зрака прибора), один нз которых представляет собой интерферирующее излучение в разрешаемом спектральном интервале с фоном M);!, а второй пучок, который соответствует излучению, отраженному от зеркал 7 и 9, — только фон ЛФ,- .

Фоновый световой поток, выходящий в сторону приемника через диафрагму 8, равен

Ф! = A6i! +M!2

ЛФ = !"! К-, . К, - 2RT(S — S,) (2)

A6,= NK, . К,Р+Т» . З„(3) а поток, выходящий через диафрагму 12, равен

Ф Ф! +Дф2 ЛФ2 = ЯК! K2(R2+Т2) (S — S!) (5) Фа = NK! Кз 2КТ. S! где S — общая площадь световых пучков в зрачке прибора;

S! — площадь пучка лучей, отраже!!ного от зеркал 7 и 9;

R и Т вЂ” коэффициенты отражения и пропускания светоделителя;:

К вЂ” коэффициент отражения зеркала 8;

Кз — коэффициент отражения зеркал

7и9;

Л! — нормирующий множитель, зaвисящий от яркости источника, площади диафрагм 8 и 12, пропускания остальной части спек ром стра.

Разность фоновых световых потоков, вносящая фотометрическую ошибку в измерения, равна

15 бФ = Ф вЂ” Ф, =Л К (R — Т) (К;. S;—

К2Р S!)) (7) К2 при $ — — S— ) (8) 25

Формула изобретения

Интерференционный спектрометр, включающий полупрозрачный и светоделительные элементы, отличающийся тем, что, с целью обеспечения компенсации неравенства деления световых пучков в широкой области спектра, в части плоскости сечения интерферирующих пучков перпендикулярно ходу лучей установлено два отражательных зеркала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Fellgett P. Journ. Phys. Radium, 19, 1958, р. 237.

2. Сборник тезисов Советско-Французского симпозиума по оптико-спектральным приборам и приборам для обработки изображений, Москва, 1976, с. 15.

3. Оптико-механическая промышленность

55 № 11, 1974, с. 7О.

Так как зеркала 7, 8 и 9 имеют неселективные покрытия, то К и К.- не зависят

30 от длины волны настройки спектрометра, и при выполнении условия (8) в одном участке спектра баланс световых потоков не будет нарушаться с перестройкой прибора.

Редактор И. Шубина

Составитель А, Медведев

Техред И. Михайлова

Корректор И, Симкииа

Заказ 1013/2067 Изд. № 210 Тираж 881

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патен-.ь

Подписное