Спектрограф

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсимн

Соцмалмс тмческмк

Республик (iii 920401 (6} ) Дополнительное к авт. свид-ву

{22) Заявлено 11.07.80 (2} ) 2956000/18-25 (Ы)М. Кл.

5 01 Х 3/26 с присоединением заявки М— б (23) }} рноритет евеудэретеенные кеинтет. СССР ва диан нзабретеннй н етерит«}}

Опубликовано 15.04.82. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 17.04.82 (53) УДК 535. .856 (088.8) (72) Авторы изобретения

10. Ф. Томашевский и Д. А. Соломаха

/

Сибирский государственный НИИ метр огни (7}) Заявитель (54);,СПЕКТРОГРАФ

Изобретение относится к спектральным приборам и может быть использова- но для регистрации спектров источников импульсного излучения в спектроскопии высокого разрешения.

Известен спектрограф, содержащий диспергирующую систему (дифракционную или призменную), регистрирующую систему со строчной разверткой на основе передающей телевизионной трубки и блок индикации 1 1 .

Недостатком данного спектрографа является малый объем одновременно регист рируемой информации (одна строка телевизионного кадра) .

Наиболее близким к предлагаемому

}5 изобретению является устройство, в .котором спектрограф скрещен с интерферометром Фабри-Перо. Устройство формирует двухмерный спектр, в котором одна коор» дината соответствует направлению диспер-, сии спектрографа, а другая соответствует направлению дисперсии интерферометра.

Непрерывный спектр имеет вид семейства

2 парабол с общей осью, параллельной направлению дисперсии спектрогоафа (2) .

Недостатком данного спектрографа является нелинейность и отрывочность представления спектра и вследствие этого невозможность регистрации его, как функциональной зависимости, т,е. ограни» ченный объем информации.Бель изобретения - увеличение объев}а одновременно регистрируемой информации без дополнительного увеличения разрешающей способности регистрирующей системы.

Поставленная цель достигается тем, что в спектрографе, содержащем осветительную оптику, интерферометр, диспергирутащую систему с камерным объективом и входной щелью, регистрируктшую систему со строчной разверткой, снабженную фотоприемной частью и блок индикации, и терферометр выполнен в виде многолучевого интерферометра Физо, за ним пе1ред входной щелью диспергирукецей системы установлена цилиндрическая линза, в фокальной плоскости камерного объек» непрерывного спектра источника излучения образуются полосы, яркость которых в каждой точке соответствует интенсивности излучения в определенном элементарном спектральном интервале.

Диафрагма интерференционного поля АБСД (фиг. 2), равная периоду интерфе,ренционных полос, исключает переналожения, что обеспечивает однозначность регистрируемого спектра. Направление строчной развертки передающей трубки составляет с вертикалью угол 9, равный отношению дисперсий, дпя того, чтобы строки развертки совпадали с направлением полос спектра. Вследствие этого весь спектр, отображенный в виде этих полос на мишень трубки, считывается последовательной линейной разверткой целого числа 5 строк. Число регистрируемых точек в спектре равно произведению числа строк б на число разрешаемых интервалов в области дисперсии интерферометрв Н

n= SN. а

В случае использования одного интерферрметра N 30

= 300 30 = 9000.

Для увепичения числа разрешаемых интервалов в качестве интерферометра

Физо можно исользовать мультиплексинтерферометр Физо, при этом

n = 300х100 30000. а

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет увеличить объем регистрируемой информации беэ увеличейия разрешающей способности регистрирующей системы за счет более полного использования плошади телевизионного кадра, что позволяет достичь разрешения, например, 0,01 см "спектрального интервала

100 см 1или разрешения 1 см "спектрвль ного интервала 10000 см . Кроме того, осуществляется линейная зались спектра, что до сих пор было возможным только в устройствах, использующих временное сканирование разности хода.

Данные преимушества дают возможность испольэовать предлагаемое изобретение дпя регистрации спектра в лазерной спектроскопии при излучения наносекундными импульсами (временная развертка спектра при этом невозможна), обеспечивая экспрессность анализа, необходимую для осуществления с помощью обратной связи управления перестройкой длины волны излучения.

Формула изобретения

1. Спектрограф, содержащий по ходу луча осветительную оптику, интерферо3 920401 4 тива диспергируюшей системы установле- на диафрагма иитерференционного поля и фотоприемная часть регистрирующей системы со строчной разверткой. При этом ребро клина интерферометра Физо установлено в плоскости входной щели перпендикулярно линии щепи, образующая цилиндрической линзы ориентирована параллельно щели, а ее фокальнвя плоскость совмещена с плоскостью ще тн, промежу- 10 ток диафрагмы интерференционного поля равен /2 cL, где Х- длина волны излучения; Д„- угол клина интерферометра.

Направление строчной развертки составляет с вертикалью угол ф, равный от- 15 ношению линейных дисперсий 9=6х!Ю (B ldx, где координата х соответствует шкале длин волн диспергирующей системы, а Пкоордиантв по вертикали, соответствующая изменению длин волн в интерферомет- ре; интервал дисперсии интерферометра

1/2 8 больше или равен спектральной ширине ак в обратных сантиметрах, разрешаемой диспергируюшей системой.

В качестве многолучевого интерферо- р метра Физо может быть также применен мультиплекс-интерферометр Физо с параллельными ребрами.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - график, поясняющий работу устройства.

Устройство состоит из последовательно расположенных источника 1 излучения, осветительной системы 2, многопучевого интерферометра Физо 3, цилиндрической линзы 4, диспергируюшего прибора 5, 33 диафрагмы 6 интерференционного поля, передающей телевизионной трубки 7, видеомагнитофона 8, блока 9 индикации.

Устройство работает следующим образом.

Излучение источника 1 колпимируется осветитепьной системой 2 для освещения многчлучевого интерферометра Физо 3;

Интерферометр наклонен так, что ребро клина находится в плоскости РР входной

45 щели. В этом случае интерферометр формирует для каждого отдельного значения

А эквидистантные полосы в плоскости

РР входной щели, ориентированные пер« пендикулярно высоте щели (на фиг. 1 показаны их проекции в виде точек). Цилиндрическая линза 4 собирает поток выходящий из интерферометра, на входную щель. Линейная аисперсия спектрографа, равна геометрической сумме дисперсий интерферометрв и диспергирующей системы (фиг. 2), вследствие чего в фокальной плоскости камерного объектива для

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Горбачев С. М. и др. Спектрометр с видиконом для исследования контуров спектральных линий, Ж.П.С., т. 28, % 5, с. 912, 1978.

2. Лебедеве B. B. Техника оптической спектроскопии, N., с. 263-265, 1977.

5 9204 метр, диспергируюшую систему с камерным объективом и входной шелью, регистрируюшую систему со строчной разверткой, снабженную фотоприемной частью, и блок индикации, о т л т ч а ю ш и йс я тем, что, с пелью увеличения объема одновременно регистрируемой инфор мании без дополнительного увеличения разрешаюшей способности регистрируюшей системы, интерферометр выполнен в ви- 30 де многолучевого интерферометра Физо, за ним перед входной шелью диспергируюшей системы установлена цилиндрическая линза, в фокальной плоскости камерного объектива диспергируюшей системы установлена диафра ма интерференционного . поля и фотоприемная часть регистрируюшей системы со строчной разверткой, при этом ребро клина интерферометра.

Физо установлено в плоскости входной шели перпендикулярно линии шели, образуюшая пилиндрической линзы ориентирована параллельно щели, а ее фокальная плоскость совмещена с плоскостью шеаи, промежуток диафрагмы интерференционно-

01 го поля равен Х /2 4, где Л, - длина волны излучения; а.- угол книна интерферометра, а направление строчной развертки составляет с вертикалью угол f3==(йх алldhl ЗЛ), где координата х соответствует шкале длин волн дисиергируюшей системы, а и - координата по вертикали, ортогональная к х ) интервал дисперсии интерферометра 1(9. 3 ), д где hk - спектральная ширина, см ", разрешаемая дисиергнруюшей системой.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем; что в качестве.многалучевого интерферометра Физо использован мультиплекс-интерферометр Физо с параллельными ребрами.

92О4О1

Составитель Л. Говкман

Редактор Н. Воловик Техред Ж.Кастелевич Корректор H. Степ

Заказ 2319/40 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственно о комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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