Устройство для разделения налагающихся порядков спектра дифракционных спектрометров

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ ,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмк

Соцкалистнческик

Республик (1)968630 (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

1 (311М. Кл (22) Заявлено 20.04. 81 (21) 3277213/18-25 а 01,1 3118 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет—

° Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 535. 853 (088 ° 8) Опубликовано 2310.82. Бюллетень ¹ 39

Дата опубликования описания 23.10.82 (72) Авторы изобретения

В.М. Поповнин и В. Я. Са эанов (71) Заявитель

Изобретение относится к спектральному приборостроению.

Известно устройство для разделения налагающихся порядков спектра, а котором разделение налагающихся порядков производится с помощью набора сменных светофильтров, имеющих фиксаторы рабочих положений в сменяемых без остановки сканирования(1), Однако ударные нагрузки не позволяют применять такой механизм в скоростных спектральных приборах..

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство разделения налагающихся порядков спектра дифракционных спектрометров, содержацее установленный с воэможностью вращения и жестко связанный с механизмом сканирования спектрометра диск, набор светофильтров и щелевое устройство, установленное в фокальной плоскости объектива выходного коллиматора И), Недостатками известного устройства являются низкое быстродействие, нали- 25 чие потерь информации и сложность конструкции. Это связано с тем, что светофильтры в форме кольцевых секторов закреплены в отверстиях диска, что приводит к потерям информации 30 на стыках светофильтров, а низкая механическая прочность диска со светофильтрами мешает получению высоких скоростей сканирования. Кроме того, используемые фильтры имеют большие размеры и сложную конфигурацию.

Целью изобретения является увеличение быстродействия и устранение потерь информации при одновременногл упрощении конструкции устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для разделения налагающихся порядков спектра дифракционных спектрометров, содержащем установленный с возможностью вращения и жестко связанный с механизмом сканирования спектрометра диск; набор светофильтров и щелевое устройство установленное в фокальной плоскости объектива выходного коллиматора спектрометра, щелевое устройство выполняют в виде по крайней мере двух щелей, размеценных параллельно одна другой в направлении сканирования, перед каждой из которых неподвижно закреплен светофильтр, а в диске, расположенном по ходу излучения эа этими щелями, выполняют отверстия в виде кольцевых секторов, число которых равно числу щелей, причем границы любых (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ НАЛАГАЮЩЦХСЯ

ПОРЯДКОВ СПЕКТРА ДИФРАКЦИОПНЫХ

СПЕКТРОМЕТРОВ

968630 где

ФОРмула изобретения

ДК1= R1 1- k1 7/Ет(и1 где f двух секторов, соответствующих соседним щелям, в радиальном направлении расположены на одной прямой, а расстояния AR„ между средними радиусами К; и ; 1этих кольцевых секторов определяются из соотнОшения

5 фокусное расстояние объекти- 10 ва выходного коллиматора,мм; время сканирования спектра,с; высота щелей, мм, диаметр пятна расфокусировки точечного иэображения в плоа 1.ñ кости отверстий диска, мм, угловая. скорость сканируемого пучка лучей при переходе от к (i+1) щели, р с."

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 — разрез Л-Л на фиг. 1.

Устройство содержит диск 1, от- верстия 2-4 в диске, выходные щели

5-7. спектрометра, светофильтры 8

10, объектив 11 выходного коллиматора, ось 00 вращения диска. Направление сканируемого пучка лучей и направление вращения диска для варианта расположения отверстий указаны стрелками (Фиг. 1) . Светофильтр 8 соответствует начальному участку сканирования, 9- второму, 10 — конечному участку.

Устройство работает следующим З5 образом.

На начальном участке сканирования отверстие 2 диска находится перед цвелью 5 и на фотоприемник попадает излучение только от щели 5, проходя- 40 щее через светофильтр 8. Излучение от остальных щелей б и 7 перекрывается диском. Смена светофильтра 8 на светофильтр 9 происходит при подходе отверстия 3 к цели 7, причем смена 45 открытых щелей не приводит к потере информации, в чем можно убедиться преобразовав соотношение (1) при 1=1 .к виду

hR 2 arCein f (Ì+ä) /2)(13

Я. В / T (2) где Д"1 - вРемЯ на котоРое, развертка спектра по длинам волн для щели б отстает от. 55 соответствующей развертки для щели 5, Е сд1nC(had))1R$ время смены сякры= :с тых целей (щели 5 на щель 6). бО

Таким образом, соотношение (2! есть условие е, 7 L .,â÷IIîëíåíèå которо

ro исключает потерю информации при смене открытых щелей, устройство на остальных участках спектра работает .аналогично.

Применение предлагаемого устройства в спектромет>ах устраняет потерю информации на стыках светофильтров при одновременном уменьшении размеров фильтров в десятки раэ, а также упрощении их форм, увеличении быстродействия, причем для предлагаемово устройства достаточно Одноканального приемного и усилительно-регистрирующего тракта, так как сумма расстояний между щелями соизмерима с высотой щелей. для светофильтров предлагаемого устройства, соответствующих соседним участкам спектра, не требуется перекрытия их полос пропускания. Большая механическая прочность .диска с отверстиями по сравнению с диском со светофильтрами и меньший момент инерции позволяют использовать его npu сверхскоростном сканировании спектра системой вращающихся (попарно в противоположные стороны) зеркал, когда частота вращения диска должна в десятки раз превосходить частоту вращения зеркал.

Устройство для разделения налагающихся порядков спектра дифракционных спектрометров, содержащее установленный с возможностью вращения и жестко. связанный с механизмом сканиоования спектрометра диск, набор светофильтров и целевое устройство, установленное в фокальной плоскости объектива выходного коллиматора спектрометра, о т л и ч а ю щ е.е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия и устранения потерь информации при одновременном упрощении конструкции„ щелевое устройство выполнено в виде по крайней мере двух щелей, размещенных параллельно одна другой в направлении сканирования, перед каждой иэ которых неподвижно закреплен светоФильтр, а в диске, расположенном по ходу излучения за этими щелями, выполнены отверстия в виде кольцевых секторов, число которых равно числу щелей, причем границы любых двух секторов, соответствующих соседним щелям, в радиальном направлении располо>кены на одной прямой, а расстояния д „-между средними радиусамиК„.иК„-„ этих кольцевых секторов определяются из соотношения фокусное расстояние объектива выходного коллиматора, мм. время сканирования спектра,с высота щелей, мм.

968630

Я щ ЯД ЯД

8 9 10

Составитель A. Качанов

Редактор Г. Ус Техред Т.Маточка Корректор С.Шекмар

Заказ 8147/68 Тираж 887 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и еткрытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ду- — угловая скорость сканируемо1 го пучка лучей при переходе от i к (i+1) щели, рад, с-"

4 — диаметр пятна расфокусировки точечного изображения в плоскости отверстий диска,мм.

Источники .информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тарасов К.И. и др. Проектирование спектральной аппаратуры, Л., "Машиностроение", 1980, с. 112-114.

2. Гончаров В.К. Малогабаритный скоростной спектрометр для области спектра 1,5-6 мкм, KIIC, 1968, т. 9, вып. 6, с.1065-1069.