Двойной дифракционный монохроматор с нулевой дисперсией

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЮЯЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическиз

Республик

< 198?406 (61)Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.06. 80 (21} 2948363/18-25

fSJ) М Кп 3 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

G О! J 3/18.

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

tS3) УДК535.853 (088.8}

Опубликовано 07.01.83. Бюллетень No g

Дата опубликования описания 07.0183 (72) Авторы изобретения

Г.П.Ста (71) Заявитель (54 ) ДВОЙНОЙ ДИФРЛКЦИОНННЙ МОНОХРОИАТОР С НУЛЕВОЙ

ДИСПЕРСИЕЙ

cos oL1. г /

Ь(fb)= (94пв6+ siп };

cos p

Изобретение относится к спектраль ным приборам, а .именно к двойным дифракционным монохроматорам с нулевой дисперсией, предназначенным для выделения иэ излучения нужного диапазона длин волн и устранения в полезном излучении паразитного света других длин волн.

Известны двойные дифракционные монохроматоры с нулевой дисперсией, предназначенные для работы в различных областях спектра (1 1 и (2 ) °

При достаточно хорошем качестве изображения спектра эти монохромато- ры.либо имеют большое количество отражающих поверхностей, либо довольно сложный механизм синхронизации движения диспергирующих элементов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является двойной дифракционный монохроматор с нулевой дисперсией, содержащий неподвижные входную и выходную щели, вогнутое зеркало и дифракционную решетку. 3 ).

Светопропускание такого монохроматора снижено из-эа большого количества.отражающих поверхностей, так как кроме дифракционной решетки монохроматор содержит два вогнутых и два плоских зеркала.

В

Целью изобретения является повьааение светопропускания.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что в двойном дифракционном монохроматоре с нулевой диспер-. сией, содержащем неподвижные входную и выходную щели, вогнутое зеркало и дифракционную решетку, последняя выполнена вогнутой, а вогнутое зеркало установлено так, что центр его кривизны расположен в вершине дифракционной решетки, при этом фокальная поверхность дифракционной решетки совмещена с поверхностью вогнутого зеркала.

Для того, чтобы фокальная поверхность дифракционной решетки наилучшим образом была совмещена с поверхностью вогнутого зеркала, необходимо использовать дифракционную решетку с переменным шагом, причем коэффициент неравномерности шага определяется по формуле,„(р ) с,(1

Р=

Ь (f я}- Ь (p) соЫ+cos р где a(р}=

cos 2 р

987406

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 10280/26 Тираж 871. Подписное

Филиал 111ITI "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

cL u p — угол падения и дифракции соответственно;

R — радиус кривизны вогнутой дифракционной решетки, r — расстояние от входной щели до вершины дифракцион- 5 ной решетки р и — предельные значения угла

Дифракции.

На чертеже показана оптическая схема двойного монохроматора. 10

Монохроматор имеет неподвижные входную 1 и выходную 2 щели, расположенные одна над другой симметрично относительно меридиональной плоскости вогнутой дифракционной решетки

3, которая также неподвижна, Вогнутое зеркало 4 установлено так, что центр кривизны его поверхности расположен в вершине вогнутой дифракционной решетки 3, причем поверхность вогнутого зеркала 4 совмещена с рабочей частью фокальной поверхности дифракционной решетки 3.

Устройство работает следующим образом.

Излучение источника света (не поЪ казан) через входную щель 1 падает на вогнутую дифракционную решетку 3, которая фокусирует монохроматическое изображение входной щели 1 на поверхности вогнутого зеркала 4, отразившись от которой лучи различных длин волн падают обратно на дифракционную решетку 3 под теми же углами; под которыми они дифрагировали на решетке и, далее, вторично дифраги- 35 руют в направлении первоначального падения на дифракционную решетку 3.

Таким образом, дифракционная решетка при вторичной дифракции смешивает излучение различных длин волн и фоку-40 сирует изображение входной щели 1 в плоскости выходной щели 2. Вдоль поверхности вогнутого зеркала 4 можно установить маску (не показана), которая будет выделять .излучение нужного 45 спектрального диапазона или кодировать интересующие спектральные элементы. Для большего разнесения вхо ной и выходной щелей может быть установлено добавочное плоское зеркало.

Расчеты показали, что для вогнутой дифракционной решетки 600 штр/мм с

R=250 мм и коэффициентом неравномерности шага, =0,185 10 мм, работающей в области длин волн 440-600 нм, максимальное несовпадение фокальной ее кривой с поверхностью сферического зеркала в меридиональном сечении составляет 4 Y =0,15 мм, что вполне . приемле мо.

Таким образом, уменьшение количества отражений с шести до одного увеличивает светопропускание прибора, особенно в вакуумной ультрафиолетовой области спектра, а благодаря уменьшению количества оптических деталей упрощается сборка и юстировка прибора, уменьшается его общая стоимость.

Двойной дифракционный монохроматор с нулевой дисперсией, содержащий неl,ïmäâèæíûå входную и выходную щели, вогнутое зеркало и дифракционную решетку, отличающийся тем, что, с целью увеличения светопропускания, дифракционная решетка выполнена вогнутой, а вогнутое зеркало установлено так, что центр его кривизны расположен в вершине дифракционной решетки, при этом фокальная поверхность дифракционной решетки совмещена с поверхностью вогнутого зеркала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пейсахсон И.В. Оптика спектральных приборов. Л., "Машиностроение", 1975, с. 177.

2: Авторское свидетельство СССР

Р 502233, кл. С 01 J 3/18, 1976.

3. Патент CUlA Р 3586442, кл. 356-99, 1971 (прототип) .