Астрономический спектрограф

 

Союз Советскма

Социалмстицесми»

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i»657386 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 17.11.76 (21) 2420245П8 10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликоваио15.04.79.Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 18.05,79 (51) М. Кл

G 02 В 27/00

Гасударственнвй намитет

СССР ню делам нзабриеннй а етнрмтнй . (53) УДК 535.858..3 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. С. Васильев, И. К. Павлов и М. В. Лобачев (V l) Заявитель (54) АСТРОНОМИЧЕСКИЙ СПЕКТРОГРАФ

Изобретение относится к области вст рономического приборостроения и может быть использовано в астрономических спектрографах для компенсации влияния на раэрешаюшую способность механических и тепловых деформаций. корпуса, а 5 также рефракции воздуха внутри спектрог рафов.

Механические и тепловые деформации корпуса изменяют взаиморасположение оптических узлов спектрографа, дифрак- 10 . цио пзой решетки, коллиматора, фотографической камеры, это изменяет ход лучей в спекгрографе и приводит к размыванию иэображения спектра в поле фотографической камеры. Рефракция воздуха эави- 15 сит ог его температуры и если температура меняется, то это приводит к изменению направления хода лучей от шели спекгрографа до поля фотографической камеры, г.е. к точно такому же размыванию изображения спектра, как и в случае изгибов корпуса. Особенно чувствитель ны к указанным явлениям большие астро-. номическне спектрографы с высокой диоперсией н разрешением. Механические изгибы корпуса могут быть скомпенсированы методами (1 J u f 2), которых, однако, недостаточно, если невозможна хорошая тепловая изоляция оптического корпуса спектрографа.

Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению являешься спектрограф, имеюший в качестве корпуса одну из стоек вилки опорно-поворотного устройства телескопа (ОПУ), несуших горизонтальную ось врашения телескопа (3 1.

Сгойка вилки ОПУ телескопа, несушая на себе все оптические элементы спеть. рографа: входную шель, коллиматор, суппорта с днфракцнонными решетками н комплекс фотографических камер, в приншюпе не может быть зашишена теплонзоляцией от атмосферных температурных воздействий иэ-эа ее массивности и сложности механического соединения с остальной конструкцией телескопа. Поэтому вое657 386 можность использования спектрографа для получения точных спектрограмм крайне ограничена, так как конструкция телескопа не может достаточно быстро выравнивать свою температуру при изменении 5 температуры окружаюшей атмосферы Из

„о менения этих величин и достигают 1, С/ч и более (падение температуры от вечера к утру). Картина осложняется собственным тепловыделением телескопа от рабо- rÎ ты приводов, системы гидростатических подшипников и др. Таким образом извест. ный спектрограф не может эффективно применяться при продолжительных ezcnoзициях (до 10 ч и более} для получения 1$ высококачественных спектрограмм.

Целью изобретения является устранение влияния механических, температурных деформаций корпуса или изменения рефракции воздушного пространства внутри спект 2О рографа.

Цель достигается тем, что кассетодержатель фотографической камеры снабжен светяшейся маркой, перед дифракционной решеткой, по ходу луча от светяшейся 25 марки размешено плоское зеркало, жестко соединенное с суппортом дифракционной решетки, развернутое под углоМ к оптической оси колиматора, а B фокальной плоскости коллиматора установлены с возможностью поперечного перемешения в зависимости от фокусного расстоя.,ния фотографических камер фотоэлектрический приемник изображения марки с окуляром, снабженным визирным перек;рестием, причем(фотоэлектрический приемник соединен через управляюший усилитель с приводом качания зеркала коллиматора в плоскости дисперсии.

Предлагаемая конструкция спектрогра- др фа показана на фиг. 1, 2, 3, 4, где входная шель 1, зеркало 2 коллиматора с осью З.качания и исполнительным микро-; двигаталем 4 фотоэлектрической коррекционной системы (например, пьезокерамический или магнитно-стрикционный двигатель),.диффракционная решетка 5, установленная в суппорте 6, плоское зеркало

7, жестко соединенное с суппортом 6 дифференционной решетки, может быть помешено в теневом створе кассетодержателя 8 сменной фотографической камеры

9 с -,зеркалом обьектива .1О и коррекционной пластиной 11. Устройство содержит также световую марку 12 (в непосред;ственной близости от рабочего поля фотокамеры), фотоэлектрический приемник 13 иэображения марки с приемником излуче-, ния 14, окуляром 15 с визирным перекрестием и откидным зеркалом 16, управляюший усилитель 17, электрически соединяюший фотоэлектрический приемник изображения марки 13 с исполнительным микродвигаталем 4, корпус 18 спектрографа (например, стойка вилки ОПУ телескопа типа БТА-6м), соединяюший между собой входную шель спектрографа, коллиматор фотокамеры, фотоэлектрический приемник иэобпвжения марки.

На фиг. 3 изображен более подробно узел марки 12 с осветительным устройством 19, с отсекаюшим светофильтром

20 (красным и инфракрасным), интерференционным фильтром 21, который пропускает излучение осветителя с длиной волны большей, чем нижняя граница спектрального диапазона спектрографа (более 10 мкм). Светофильтры 20 и 21 выключаются при включении зеркала 16 фотоэлектрического приемника изображения марки 13 при визуальной настройке системы.

На фиг. 4 - (вид Б на фиг. 1) показана дифракционная решетка 5 с теневым створом 22 кассетодержателя 8 (проекцией кассетодержателя обратным ходом лучей на диффракционную розетку) и плоским зеркалом 7, присоединенным кронштейном.к суппорту 6 диффереционной решетки.

0-0, оптическая ось коллиматора; ход лучей B спектральном канале показан одинарной стрелкой, а в канале системы компенсации двойной стрелкой, 5 - расстояние между маркой и оптической осью камеры,, - расстояние между иэображением марки и оптической осью коллиматора спектрографа зависит от увеличения в спектрографе, r.е. от отношения фокусного расстояния коллиматора 1 к фокус.ному расстоянию камеры f км

Т.о. фотоэлектрический приемник 13 изображения марки должен при смене фотокамеры устанавливаться в рабочее положение (по размеру „ ) для точного наведения на изображение марки. Это делается с помошью окуляра 15 с визирным перекрестием при включенном зеркале 16 и выключенных светофильтрах 20 и 21.

Иэображение звезды строится телескопом на центре входной шели 1 и световой пу чок, пройдя по пути, обозначенному одинарной стрелкой, отразившись от зеркала

2 коллиматора и диффракционной решет ки 5 образует на фотопластинке, установленной в фокальной плоскости фотокамеры

9, спектр звезды.

657386

С другой стороны, световой пучок от световой марки 12 пройдя обьектив фотокамеры 9, отразившись от плоского зеркала 7, зеркала 2 коллиматора образует иэображение марки на приемной плошадке приемника излучения 14 фотоэлектрического приемника 13 изображения. Прн настройке системы перед началом работы зеркало 16 находится в положении ТХ и при точной установке приемника 13 иэображе: ние марки наблюдается .глазом точно на визирном перекрестии окуляра 15, оптически сопряженном с центром приемной плошадки приемника излучения 14, при .атом светофильтры осветителя 20 и 21 должны быть выключены в положение 11.

Для перехода к режиму коррекпии зеркало фотоалектрического приемника марки и светофильтры 21 и 22 включаются в положение 1 20

Таким образом, засветка фотопластинка в фотокамере рефлексами и рассеянным светом от марки исключается. Как видно иэ фиг. 1 и 2 ходы лучей спек* рального и компенсационного каналов практически совпадают, так как физические условия их распространения совершенно одинаковы.

Если возникает взаимное смешение оп» тических элементов спектрографа иэ-за механических, тепловых деформаций или рефракции, то ето вызывает смешение иэображения спектра звезды вдоль дисперсии на фотопластинке в фотокамере 9 на величину D.Õ. Эта величина, оптически перенесенная в плоскость входной шели . примет значение

ЬХ= ЬХ

4м

Точно на такую же величину сместится и изображение марки на приемной плошадке приемника излучения 14, это смешение преобразуется в электрический сигнал рассогласования, который и поступит .на вход управляюшего усилителя 17. Уси4$ литель включит микродвигатель 4. Зерка ло 2 цоворачнвается относительно оси 3 в плоскости дисперсии пока не исчезнет алектрический сигнал рассогласования на входе усилителя 17, т.е. пока изображение марки на приемнике излучения 14 не займет прежнее (нулевое) положение. Одновременно с атим изображение спектра звезды на фотопластинке в фотокамере занимает прежнее положение.

Формула изобретения

Астрономический спектрограф, содержаший раэмешенные в корпусе входную шель, коллиматор, дифракционную решетку и сменные фотографические камеры, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью ус ранения влияния температурных и механических деформаций корпуса и рефракции воздуха внутри спектрографа на его раэ решаюшую способность, кассетодержатель каждой фотографической камеры снабжен светяшейся маркой, перед дифракционной решеткой, по ходу луча от светяшейся марки раэмешено плоское зеркало, жестко соединенное с суппортом дифракционной решетки, развернутое под углом к оптической оси коллиматора, а в фокальной плоскости коллиматора установлен с возможностью поперечного церемешения в зависимости от фокусного расстояния фотографических камер фотоэлектрический приемник иэображения марки с окулиром, снабженным визирным перекрестием, причем фотоэлектрический приемник соединен через управляюший усилитель с приводом качания зеркала коллиматора в плоскости дисперсии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 367787, кл. & 02 В 23/00, 1968.

2. 0птико-механическая промышленность, 1970, ¹ 4, с. 37-42.

3. Там же, с. 41-42.

657 386

102. 2

Составитель В. Ванторин

Редактор И, Шубина Техред Л. Алферова Корректор С. Патрушева

Заказ 1790/45 Тираж 587 Подписное:

БНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

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