Фурье-спектрометр с периодическим сканированием

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«i)789688 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 120279 (21) 2723346/18-25 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 23,12,80, Бюллетень Йо 47 (51)М. Кл

G 01 J 3/26

Государствеииый комитет

СССР

IlO аеаам изобретеиий и открытий

{53) УДК 535.8 (088.8) Дата опубликования описания 25.12,80

P2) Авторы изобретения

В. В. Архипов и Л. Б. Петрова ч. !

l (71) Заявитель (54) ФУРЬЕ-СПЕКТРОМЕТР С ПЕРИОДИЧЕСКИМ СКАНИРОВАНИЕМ

Изобретение относится к оптико-интерференционньве спектральным приборам.

Известен Фурье-спектрометр, содержащий измерительный интерферометр с двумя каналами излучения, регистриру- 5 ющий симметричную интерферограмму Ц.

Наиболее близким по технической сущностй к предлагаемому является Фурье-спектрометр, содержащий интерферометр, измерительный канал, каналы монохроматического и немонохроматического излучения с источниками и приемно-усилительными трактами, подключейными к устройству управления, общим подвижным зеркалом и неподвиж- 15 ным зеркалом канала немонохроматического излучения, плоскость которого смещена параллельно относительно плоскости неподвижного зеркала измерительного канала. В этом спектрометре 20 регистрируется ассиметричная интерферограмма (2 .

Недостатком данного устройства является пониженная производительность 2> работы спектрометра, возникающая в

Ф процессе измерений иэ-за потерь времени, обусловленных апериодическим режимом сканирования, при котором регистрация интерферограмм осуществля-30 ется только в одном направлении сканирования.

Цель изобретения - повышение точ - ности.

Эта цель достигается тем, что в устройство введен второй канал немонохроматического излучения с неподвижным зеркалом, источником излучения, приемно-усилительным трактсм, неподвижное зеркало второго канала иемонохроматического излучения установлено на общем основании с неподвижным зеркалом измерительного канала, его отражательная поверхность смещена парал - лельно отражательной поверхности неподвижного зеркала измерительного .канала в направлении, противоположном смещению зеркала первого канала немонохроматического излучения.

На фиг. 1 показана структурная схема Фурье-спектрометра с периодическим сканированием; на фиг. 2 - интерферограммы и выходные сигналы.

Фурье-спектрометр содержит интерферометр 1, например интерферометр

Майкельсона, подвижное зеркало 2, неподвижное зеркало 3 и светоделитель 4.

Неподвижное зеркало состоит иэ трех частей — зеркала 5 измерительного канала, зеркала б первого канала немоно789688 хроматического излучения и зеркала 7 второго канала немонохроматического излучения. Отражательная поверхность зеркала 6 смещена относительно поверхности зеркала канала измерения также, как поверхность зеркала 7, на такую же длину, но в противоположную сторону. Подвижное зеркало 2 соединено с приводом 8. Энергия излучения четырех источников всех каналов преобразуется приемно-усилительными трактами 9-12.

Усилительный тракт 9 первого канала немонохроматического излучения и тракт 12 второго канала немонохроматического излучения соединены с пороговыми устройствами 13 и 14, вторые входы которых соединены с приводом 8, 15 а выходы — с устройством 15 управления, к которому подключен также усилительный тракт 11 монохроматического излучения. Тракт 10 измерительного канала подключен к вычислительному щ устройству 16, к которому подключено устройство 15 управления. На фиг. 2 показаны интерферограмж измерительного канала (O), монохроматического канала (Ь), первого канала немонохроматического излучения (3), выходные импульсы первого канала немонохроматического излучения (5) интерферограммы второго канала немонохроматического излучения (3), выходные импульсы второго канала немонохроматического излучения (e).

Фурье-спектрометр с периодическим сканированием .работает следующим образом.

Исследуемое излучение поступает в интерферометр 1, в котором оно модулируется при сканировании по разности хода посредством перемещения подвижного зеркала 2. Перемещение осуцествляется с постоянной скоростью ли- 40 нейным приводом 8 таким образом, что начало перемещения лишь на доли мм опережает нулевую разность хода интерферометра. Поэтому главный пик интерферограммы оказывается в начале ска- 45 нирования. В результате приемно-усилительным трактом 10 измерительного канала вырабатывается асимметричная интерферограмма (фиг. 2a). При достижении конца сканирования зеркало с 5О той же скоростью перемещается в обратном направлении, сканируя излучение так же, как в прямом направлении. Так реализуется периодический режим сканирования излучения. При этом главный пик интерферограммы оказывается в конце сканирования. Одновременно с исследуемым излучением в интерферометр

1 поступают излучения источников трех контрольных каналов, которые приемноусилительными трактами 9-12 преобраэу-60 ются в соответствующие интерферограммы (фиг. 2а,Ь,б ). Трактом 11 канала монохроматического излучения вырабатывается интерферограмма (фиг. 25) излучения монохроматического источни- б5 ка в форме синусоиды с одинаковыми параметрами в прямом и обратном направлении сканирования, по которой в вычислительным устройстве 16 осуцествляется дискретизация интерферограмм исследуемого излучения с последующим их суммированием и преобразованием в спектр. Привязка интерферограмм, необходимая для их суммирования, осуцествляется с помоцью интерферограмм

Ъ и 8 (фиг. 2) излучения немонохроматических источников, вырабатываемых в начале прямого и обратного направлений. Положения интерферограмм первого и второго каналов немонохроматического излучения определяются положением неподвижных зеркал б и 7 интерферометра, отражательные поверхности. которых смещены в противоположные стороны относительно отражательной поверхности измерительного канала на разные расстояния от нее. Интерферограммы первого и второго каналов немонохроматического излучения возникают на выходе приемно-усилительных трактов 9 и 12 в форме главного пика и ряда второстепенных, а затем с помощью пороговых устройств 13 и 14 преобразуются в кратковременный импульс (фиг. 25, 6 ).

Пороговые устройства содержат симметричный триггер с двумя устойчивыми состояниями, в одно из которых он приводится передним фронтом главного ника интерферограммы. Одновременно происходит устранение вторых интерферограмм каналов немонохроматического излучения, поступающих на эти же входы и не вызывающих изменения состояния триггера. Возвращение триггера в исходное состояние осуществляется по команде с привода 8, поступающей на вторые входы устройств 13,и 14 в моменты изменения направления сканирования. Последующая электронная обработка предусматривает выработку кратковременных однополярных импульсов в точках привязки интерферограмм по разности хода, поступающих в устройство

15 управления, в котором начинается пропускание сигнала с канала монохроматического излучения в вычислительное устройство 16 для дискретизации и суммирования интерферограмм с последующим преобразованием накопленной информации в спектр. ,Формула изобретения

Фурье-спектрометр с периодическим сканированием, содержащий интерферометр, измерительный канал с неподвижным зеркалом, каналы монохроматического и немонохроматического излучения с источниками и приемно-усилительными трактами, подключенными к устройству управления, общим подвижным зеркалом с приводом и неподвижным зеркалом канала немонохроматического излучения, отражательная поверхность которого

789688

ВНИИПИ Заказ 90 21/35 Тираж 713 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 смещена параллельно относительно. поверхности неподвижного зеркала измерительного канала, о т л и ч а ю— щ и Я с я тем, что, с целью повышения точности, он содержит второй канал немонохроматического излучения с неподвижным зеркалом, источником излучения и приемно-усилительным трактом, причем неподвижное зеркало второго канала немонохроматического излучения установлено на общем основании с неподвижным зеркалом измерительного канала, ® его отражательная поверхность смещена йараллельно отражательной поверхности неподвижного зеркала измерительного канала в направлении, противоположном смещению зеркала первого канала немонохроматического излучения.

Ю

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

Зар. У .Аррй Phys, 1975, 14, Supp) 9 1, с. 71-76.

2. Авторское свидетельство СССР

М 518643, кл. G 01 Т 3/26, опублик.

1976.