Сканирующее устройство спекторометра

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистически к

Ресниублик (») 614337 (63) Донолннтельное к авт. свид-ву (22) Заявлено2U)776 (21) 2388724/18-25 с нрисоедииением заявки М (23) Приоритет (43} Опубликовано 050778.Бтоллетень ph 25 (45) Дата опубликования описания 300578 (Я) М. Кл.

01 т 3/06

Гаа!4арата&аияа «ааатат

Савата Манаатрав COOP аа далаи азабрвтааай а атарыте (53) УДК 535. 853 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю.М.Смолин и Л.П.Козлов (71) Заявитель (5 4 ) СКАНИРУЮЦЕЕ УСТРОЙСТВО CBEKTPOMETPA

Изобретение относится к устройствам для спектральных измерений мето дом модуляционной спектроскопии и может быть использовано в спектрометрах с подвижной входной щелью для модуляции светового потока путем периодического сканирования спектра в окрестности анализируемой линии излучения.

Известны сканирующие устройства спектрометров, содержащие колеблющуюся входную щель (IJ .

Наиболее близким к предложенному является сканирующее устройство спектрометра (21, содержащее входную щель со средством возвратно-поступательного >6 перемещения ее в направлечии дисперсии спектрометра.

Это устройство малоэффективно в случае, когда интенсивность оптической помехи в интервале сканирования непостоянна. Поскольку интервал .сканирования обычно выбирается весьма малым по сравнению с шириной полос сплошного спектра, образующих паразитный фон, наиболее характерным явля25 ется линейный или близкий к линейному закон распределения интенсивности помехи в пределах интервала сканирования, При этом, наряду с полезным сиг-, налом, модулируется также и помеха и

ia результат измерения вносится искажение, которое не может быть учтено или отделено от суммарного сигнала с помощью радиотехнических средств, так как сигнал и помеха модулируются на одинаковых частотах.

Цель изобретения — повышение достоверности измерений эа счет устранения нараэитного сигнала на выходе спектрометра, обусловленного наличием линейной составляющей интенсивности оптической помехи в пределах сканируемого спектрального диапазона.

Для этого входная щель разделена по высоте на две зоны, причем в одной из зон установлена равнобедренная призма прямого зрения с одной отражающей гранью, параллельной оси щели и главной оптической оси спектрометра.

Зоны входной щели равны по ширине и не перекрывают друг друга по высоте эон, а оси их взаимно смещены íà расстояние, равное ширине зоны.

На фиг.1 схематически изображено сканирующее устройство со спектрометром; на фиг.2 — характер движения проекций эон в процессе сканирования через каждую четверть периода колебательного движенитт; на фиг.3 — входная щель.

614337

Формула изобретения

Сканирующее устройство имеет осветительный объектив 1, входную цель 2, разделенную по высоте на две эоны 3 и 4, и механический привод 5, осуцествляюций возвратно-поступательное перемещение щели 2 в направлении дисперсии монохроматора 6. На пути свето вого потока, проходяцего через каждую зону, установлеча двухлинзовая система 7, формирующая параллельный световой пучок. В параллельном пучке от зоны 4 установлена равнобедренная призма S прямого зрения с одной отра.жаюшей гранью 9, параллельной вертикальной оси цели 2 и главной оптической оси монохроматора. Призма 8 допускает регулировочную подвижку в двух направлениях: в направлении дисперсии монохроматора и но вертикали. Полихроматические изображения зон 3 и 4 фокусируются в задней фокальной плоскости 10 устройства, совпадаюцей с передней фокальной плоскостью монохроматора б. Аналогично в задней фокальной плоскости монохроматора формируются монохроматические проекции 11, 12 зон

3 и 4, которые обусловлены линией излучения атомного объекта в источнике.

3а неподвижной выходной щелью 13 монохроматора установлен фотопреобраэователь 14.

Устройство работает следующим образом.

Настройкой монохроматора по длинам волн устанавливают проекцию 11 зоны

3 по отношению к выходной цели таким образом, чтобы щель и проекция взаимно перекрывались наполовину. Допустим, взаимно наложены правая половина проекции 11 и левая половина цели 13:

Производя параллельное смешение призмы 8 в направлении дисперсии, добиваются аналогичной установки проекции

12 зоны 4 по:отношению к цели 13 с тем отличием, что взаимно перекрытыми оказываются левая половина проекции 12 н правая половина цели 13. Затем включают фотопреобразователь 14 и вертикальным перемещением призмы 8 достигают равенства фототоков, обусловленных световыми потоками от каждой эоны. Такой способ освещения выходной щели, показанный на фиг.2, соответствует положению покоя в начальный момент периодического сканирования.

После проведения описанных юстировочных процедур включают привод 5, и входная щель 2 начинает возвратнопоступательно перемешаться. Очевидно, в любой момент времени перемещение проекции 11 будет происходить в том же направлении, что и перемещение щели 2, тогда как проекция 12, благодаря действию призмы 8, будет двигаться в направлении, противоположном направлению движения шелк 2. дмплитуду сканирования увеличивают до тех пор, пока на выходе монохроматора не будет достигнута полная модуляция светового потока от обеих зон. ,Это произойдет тогда, когда каждая из проекций 11 и 12 в процессе своего возвратно-поступательного движения будет в одном из крайних положений совпадать со щелью 13, а в другом крайнем положении выходить эа пределы щели.

Первое крайнее положение будет для обеих проекций обцим, при этом суммар ный световой -поток от обеих эон, поступающий к фотопреобразователю, бу-. дет максимальным.

Второе крайнее положение будет для обеих эон различным, например, первая зона займет положение слева от щели, а вторая — справа. В этом случае суммарный световой поток от эон, поступающий к фотопреобразователю, будет минимальным, обусловленным только излучением оптической помехи; сигнал от линии излучения будет отсутствовать.

25 Для получения полностью модулированного сигнала от линии достаточно выбрать амплитуду сканирования равной половине ширины щели.

При описываемом способе сканирова3О ния полезный сигнал, обусловленный линией излучения исследуемого вещества, в каждый момент времени бУдет либо увеличиваться, либо уменьшаться одновременно для обеих зон, и суммар35 ная глубина модуляции полезного сигнала окажется такой же, как в случае обычного периодического сканирования без разделения входной щели на две зоны и без установки призмы 8.

В то же время помеха, если она ха40 рактеризуется монотонным измерением интенсивности в пределах сканируемого спектрального диапазона, будет на выходе монохроматора модулирована так, что в каждый момент времени уве45 личение интенсивности помехи от одной зоны будет компенсировано эквивалентным уменьшением интенсивности помехи от другой эоны.

Чтобы избежать трудоемких операций

5О по юстировке устройства, его входную цель можно выполнить s виде двух отдельных зон равной ширины так, чтобы расположение прокций зон в фокальной плоскости спектрометра соответствова55 ло началу периодического сканирования.

60 1. Сканирующее устройство спектрометра, содержащее входную щель, снабженную средством возвратно-поступатель,ного перемещения в направлении дисперсии спектрометра, о т л и ч а ю щ.е е с я тем, что, с целью повышения

614337 и и

1 ф

I л!

Фиг.г

Ссставитель В.Траут

Техред A.йлатырев Корректор Л.Лакнда

Pедактор Т.Орлов=.кая

Заказ 3684/36 Тираж 831 Подписное

ПИИИПИ государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Моск 1а, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,. 4 достоверности иэмерений эа счет устранения. параэитного сигнала на выходе спектрометра, обусловленного наличием линейной составляющей интенсивности оптической помехи в пределах сканируемого спектрального диапазона, входная щель разделена по высоте на две зоны, в одной иэ которых установлена равнобедренная призма прямого зрения с одной отражающей гранью, параллельной оси щели и главной оптической осн !О спектрометра.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что входная щель выполнена в виде двух равных по ширине и не перекрывающихся по высоте эон, оси которых взаимно смещены на расстояние, равное ширине зоны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США 9 3756721, кл. 356-&0 ((j 01 3 3/04, Cj 01 J 3/42), 04. 09. 73. 2 « рр Я (}рф " 1 2, 1293, 197 3