Оптико-механическое устройство сканирования спектра

 

Союз Советских

Социалистических

Респу6лик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (» 636486 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18 03 77(21) 2463550/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.12.78.Бюллетень ЛЪ45 (45) Дата опубликования описания 10 .12 .78 (51) М. Кл

001 з 3/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 535.853. .63(088.8) Ll. А. Журавлев, И. A. Лисицин и В. С. Тюр (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

СКАНИРОВАНИЯ СПЕКТРА

Изобретение относится к области спектрального приборостроения и может быть использовано в приборах с дифракционными решетка м и.

Известно оптико-механическое устройство сканирования спектра, применяемое в спектрографах и спектрометрах с профилированными дифракционными решетками, содержащее дифракционную решетку, зеркальную систему и поворотный механизм (1).

Наиболее близким к изобретению техническим решением является оптико-механическое устройство сканирования спектра, содержащее дифракционную решетку, зеркальную систему и поворотный механизм одновременного перемещения решетки и зеркальной системы, выполненный в виде рычажного синусно-косинусного механизма в соединении с косинусным механизмом длин волн (2)

Однако это устройство имеет существенные недостатки. В крупногабаритных спектрографах (с фокусным расстоянием более

2 м) высокого разрешения, использующих в двукратную д .фракцию и имекнц«х сравнительно небольшую светосилу, весьма важно получить максимальную интенсивность спектральных линий в рабочем диапазоне длин волн.

Известное же устройство обеспечивает получение максимальной интенсивности толь. ко для одной определенной длины волны.

Поскольку радиус кривизны спектра lbHblx линий весьма велик, различие в кривизне спектральных линий при уменьшении высоты щелинеоказывает влияния на разрешающую способность спектрографа (или спектрометра) и поэтому применение сложного поворотного устройства нецелесообразно.

Основной же недостаток указанного устройства в том, что оно не обеспечивает получения максимальной интенсивности во всем рабочем диапазоне длин волн при двукратной дифракции.

Цель. изобретения — получение максимальной интенсивности спектральных линий в рабочем диапазоне длин волн при двукратной дифракции.

Для этого в предлагаемом устройстве поворотный механизм выполнен в виде зубчатой передачи с постоянным передаточным числом, причем зубчатые колеса, одно из

I oTopbIx механически связано с дифракционНоА решеткой, а другое — с зеркальной системой. со«дпнены обгцей оськ).

636486! !

Шкальное устройство установлено IIH валу 2, конические колеса 3 и 4 — жестко на валах 2 и 5, зубчатое колесо 6 — жестко на валу 5, и зубчатые колеса 7 и 8 установлены в шарикоподшипниковых опорах.

Зубчатое колесо 9 является несущим звеном, на ступице которого шарнирно закреплен кронштейн 10 с кареткой 11 и зеркалом 12. Зубчатое колесо 13 является также несущим звеном, на ступице которого шарнирно закреплен кронштейн 14 с кареткой

15 и дифракционной решеткой 16.

Зеркало 12 с помощью гайки 17 и пол- ts зуна 18 крепится в каретке 11, а с помощью шкального устройства 19 и ходового винта

20 осугцествляется начальная установка, определяемая выбранным углом между нормалями дифракционной решетки !6 и зеркала 12.

Лифракционная решетка 16 с помощью гайки 21 и ползу la 22 крепится в каретке 15, а с помощью шкального устройства 23 и ходового винта 24 осуществляется начальная установка, определяемая выбранным углом между нормалями дифракционной решетки 16 и зеркала 12. Зубчатые колеса 9 и 13 соединены общей осью 25.

Устройство работает следующим образом.

При вращении отсчетного устройства 1 каретка 15 дифракционной решеткой 16 поворачивается на угол о. вокруг оси 25, а за счет передаточного отношения зубчатых колес 6 — -9 и 13 каретка 11 с зеркалом 12 поворачивается за .то же время на угол 2з вокруг оси 25, причем плоскость зеркала всегда перпендикулярна радиусу вращения.

Возможность получения максимальной интенсивности во всем рабочем интервале длин волн обосновывается следующими положениями.

Максимальная интенсивность дифрагиро- 40 ванного света имеет место для длин волн, направление дифракции которых совпадает с направлением зеркального отражения лучей от рабочих граней штрихов дифракционной решетки. На фиг. 2 показан ход лу45 чей при дифракции, соответствующих максимуму интенсивности, где 1 — падающий луч;

2 — дифрагированный луч; п — нормаль к рабочей грани штриха дифракционной реше1.ки; 50

LI — нормаль к плоскости дифракционной решетки;

Ч вЂ” угол падения лучей на решетку; — угол дифракции; — угол блеска дифракционной ре55

1петки

М а и с 11 м а, 1 ь l l а я и и т е н с и В н о с т ь д и ф р а г ированного света соответствует выполнению условия v+ ч- = 2i (1)

При автоколлимации выполняется условиеЧ, -= 1„,„= i, и максимуму интенсивности соответствует длина волны i p.

При углах ц1 >1)1„, в максимуме интенсивности будет находиться длина волны i., причем

i. = j.îсоз«, (2) а =L!f — 1К, =-1У вЂ” i (3)

Таким образом, а — угол поворота решетки от положения угла блеска при автоколлимации, которое можно принять за исходное.

Согласно равенству (2) максимум интенсивности сканируется по длинам волн при изменении i..

И для того, чтобы получить максимальную интенсивность при двукратной дифрак- ции во всем рабочем спектральном диапазоне, необходимо с помощью зеркала последовательно возвращать на решетку все длины волн, соответствующие максимуму интенсивности, что обеспечивается оптикомеханическим устройством сканирования спектра (фиг. 1).

Применение предлагаемого устройства позволит получить максимальную интенсивность во всем рабочем диапазоне длин волн прибора и дает возможность использовать вместо набора дифракционных решеток одну соответствуюгцим образом выбранную решетку.

Формула изобретения

Оптико-механическое устройство сканирования спектра, содержащее дифракционную решетку, зеркальную систему и поворотный механизм одновременного перемещения решетки и зеркальной системы, отличающееся тем, что, с целью получения максимальной интенсивности спектральных линий в рабочем диапазоне длин волн при двукратной дифракции, поворотный мехаш1зм выполнен в виде зубчатой передачи с постоянным передаточным числом, причем зубчатые колеса, одно из которых механически связано с дифракционной решеткой, а другое — с зеркальной системой, соединены общей осью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США Ке 3586440, кл. 356-74, 197!.

2. Авторское свидетельство СССР

Х> 422976, кл. G 0!,J 3/06, 1972.

636486

Составитель В. Тра т

Редактор Ж. Рожкова Тсхред О. Л говая Корректор Н. Тупица

Заказ 6928i32 Тираж 789 Подписное

LlHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССP по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4