Монохроматор с дифракционной решеткой

 

Союз Соеетскик

Социалистических

Ркпублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

< >842428 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 10,08.79 (21) 2833487/18-25 с присоединением заявки М

Р1)М. Кл.

G 01J 3/18

Государствеиинй комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3006,81. Бюллетень No 24

Дата опубликования описания 30.06.81 (53) УДК 535.8 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.M. Кельман и И.В. Родникова (71) Заявитель

Институт ядерной физики AH Казахской ССР (54) MOHOXPOMATOP O QH

Изобретение относится к спектральному приборостроению.

Известны спектральные приборы с дифрикционными решетками, в которых кривизна спектральных линий приводит к снижению разрешающей способности f12 .

Наиболее .близким техническим решением является автоколлимационный зеркальный монохроматор, содержащий коллиматорный и фокусирующий элементы с внеосевым параболоидальным зеркалом, вхбдную и выходную прямые щеди, в котором выпрямление достигается для одной длины волны j2J. 15

К недостаткам можно отнести быстрое возрастание кривизны линий при . удалении по спектру от спрямленной линки, т.е. узость области выпрямления спектральных линий. 20 цель изобретения — расширение области выпрямления спектральных линий.

Указанная цель достигается, благодаря тому, что в известном монохроматоре, содержащем дифракционную решет- 25 ку, коллиматорный и фокусирующий элементы, между коллиматорным элементом и дифракционной решеткой установлена телескопическая система, состоящая иэ двух цилиндрических зеркал, обра- 30 зующие поверхностей которых перпендикулярны штрихам решетки, и снабженная устройством для поворота телескопической системы вокруг оси, параллельной.штрихам дифракционной решетки.

Параметры телескопической системы выбраны таким образом, что она вызывает искривление линий, равное по. величине и обратное по знаку дисперсионному искривлению, обусловленному дифракцией, в результате чего линии спрямляются.

На чертеже приведена принципиальная оптическая схема монохроматора с решеткой и с телескопической системой цилиндрических зеркал.

Устройство содержит входную щель монохроматора 1 и коллиматорный объектив 2, цилиндрические зеркала 3 и 4, составляющие телескопическую систему, дифракционную решетку 5,фокусирующий объектив 6 и выходную щель монохроматора 7. Плоскости симметрии обоих цилиндрических зеркал, параллельные их.образующим, лежат в одной плоскости, которая совместно с главным сечением решетки составляет среднюю плоскость монохроматора, совпадающую с плоскостью чертежа. В этой

842428 же плоскости лежат оси объективов кол;., маторной и фокусирующей частей npu4bpa. Сплошными линиями показан ход йучей, лежащих в средней плоскости, штриховой линией — проекции на эту плоскость луча, идущего под наклоном к ней.

Устройство работает следующим образом.

Расходящийся пучок света, идущий из входной щели монохроматора 1, преобразуется коллиматорным объективом 2 в параллельный пучок и поступает в телескопическую систему цилиндрических зеркал 3 и 4. Затем пучок падает на дифракционную решетку

5 и после дифракции собирается фоку- 15 сирующим объективом 6 на выходную щель монохроматора 7.

Телескопическая система цилиндрических зеркал дает искривление спектральных линий монохроматора, исполь- 2п зуемое для компенсации искривления линий, вносимого дифракционной решеткой.

При установке телескопической системы зеркал под углом у удовлетворя- >> ющему соотношению

КЛ.Й

+ sin д.о

4 "= к хи со э — — +Cd.î

Ю =-1 где 3 — угол между нормалями к по- 30 верхностям решетки и зеркала в средней плоскости; угол падения лучей на дифракционную решетку; к — Порядок дифракционного спект-$5 ра;

Л вЂ” длина волны;

N — число штрихов дифракционной решетки на единицу длины.

40 4/ Ъ > где f и f<- фокусные расстояния зеркал 3 и 4, достигается выпрямление спектральной линии с длиной волны Х. 45

Если для каждой длины волны света, выходящего из монохроматора, устанавливать угол у-, удовлетворяющий (1), то этим путем можно получить прямые линии спектра во всем диапазоне длин волн, охватываемом монохроматором. Для этого .необходимо поворачивать телескопическую систему цилиндрических зеркал вокруг оси, параллельной оси поворота решетки при сканировании спектра, одновременно с поворотом последней. Этого можно достигнуть при помощи специального поворотного устройства, обеспечивающего согласованное изменение поворотов решетки при сканировании спектра и телескопической системы зеркал.

Предлагаемый монохроматор с дифракционной решеткой вследствие отсутствия кривизны линий позволяет достичь высокой разрешающей способности прибора, а тем самым высокой спектральной чистоты выходящего из него монохроматического излучения.

Формула изобретения

Монохроматор с дифракционной решеткой, содержащий коллиматорный и фокусирующий элементы, расположенные между входной и выходной прямыми щелями, отличающийся тем, что, с целью расширения области выпрямления спектральных линий, между коллиматорным элементом и дифракционной решеткой установлена телескопическая система, состоящая из двух цилиндрических зеркал, образующие поверхностей. которых перпендикулярны штрихам дифракционной решетки, и снабженная устройством для поворота вокруг оси, параллельной штрихам дифракционной решетки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зайдель A.È. и др. Техника и практика спектроскопии. М., "Наука", 1972, с. 53.

2. Пейсахсон И.В. Оптика спектральных приборов. Л., "Машиностроение", 1970, с. 151.

à4ã42Â, 7

Составитель А. Смирнов

Редактор Е. Кинив Техред A.Ач К рр

Ко ектор Н. Швыдкая.

Заказ 5052/41 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная,4