Многоходовая зеркальная кювета

Многоходовая зеркальная кювета

Реферат

 

Использование: в лазерной спектроскопии при изучении быстропротекающих элементарных процессов в обменных реакциях с образованием атомов галогенов. Кювета имеет прозрачный корпус в виде узкой трубки с плоскими гранями, расположенными между зеркалами. Узкий пучок от лазерного источника, многократно отражаясь в определенной последовательности от вогнутого зеркала 3, автоколлимационного зеркала 7 и полевых зеркал 5 и 6, выстраивает на последних в шахматном порядке геометрически правильные из световых пятен. Количество ходов в системе определяется положением точки пересечения воображаемой оси автоколлимационного зеркала 7 с поверхностью вогнутого зеркала 3. Все оси пучков параллельны оптической оси системы. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может использоваться в лазерной спектроскопии при изучении быстропротекающих элементарных процессов в обменных реакциях с образованием атомов галогенов для определения основных спектральных и релаксационных характеристик и состояний тонкой структуры. Цель изобретения - обеспечение возможности проведения фотохимических исследований в агрессивных средах, а также уменьшение аберраций, упрощение юстировки для обеспечения прямого угла между гранями уголкового отражателя. На фиг. 1 изображена предлагаемая кювета; на фиг. 2 - шахматный порядок расположения световых пятен на зеркальном объекте при девятнадцати проходах излучения; на фиг. 3 - искажение шахматного порядка световых пятен при нарушении перпендикулярности между зеркалами уголкового отражателя - наклон подвижного зеркала; на фиг. 4 - то же при повороте подвижного зеркала. Устройство имеет корпус 1 с окнами 2, расположенными под углом Брюстера, вогнутое зеркало 3, установленное на фокусном расстоянии от входного окна 4, находящегося в вырезе верхней части двух плоских зеркал 5 и 6, образующих уголковый отражатель, третье плоское зеркало 7, установленное между двумя плоскими зеркалами по линии пересечения их граней, выходное окно 8, расположенное у вогнутого зеркала 3. Точка регулировки числа ходов, скользящая по поверхности зеркала 3, отмечена крестиком. Многоходовая кювета работает следующим образом. Узкий пучок от лазерного источника, пройдя через входное окно, расположенное в вырезе плоских зеркал 5 и 6 над оптической осью, попадает на вогнутое зеркало 3 в точку выше центра на вертикальной оси, образуя на нем светящееся пятно. От вогнутого зеркала 3 лучи в параллельном пучке направляются к третьему плоскому зеркалу 7, от которого (в зависимости от угла его поворота) попадают с большим или меньшим смещением вертикальной оси на правую часть вогнутого зеркала 3, обозначая следующее светящееся пятно. Отразившись от зеркала 3, лучи в сходящемся пучке попадают на нижнюю часть плоских зеркал 5, 6 и фокусируются на них в виде ярких точек. Отразившись от плоских зеркал, лучи в расходящемся пучке попадают на левый нижний участок вогнутого зеркала 3, отмечая соответствующее пятно. Далее цикл повторяется. Лучи вновь направляются к третьему плоскому зеркалу 7. Однако, отразившись от него, лучи теперь уже попадут на правую верхнюю часть зеркала 3, но с большим смещением относительно центра, и так до тех пор, пока последнее пятно нижнего ряда, отраженное от зеркала 7, не выпадет за пределы вогнутого зеркала 3. Все оси пучков, многократно отраженные между вогнутым зеркалом 3 и зеркалами 5 и 6 уголкового отражателя, строго параллельны между собой и оптической осью. Поэтому на зеркалах системы образуются в шахматном порядке геометрически правильные картинки из световых пятен и ярких точек. Количество ходов в системе определяется положением точки пересечения воображаемой оси третьего плоского зеркала 7 с поверхностью вогнутого зеркала 3. На фиг. 2 это точка 9 (точка регулировки). При повороте зеркала 7 точка регулировки 9 скользит по поверхности вогнутого зеркала 3 в горизонтальном направлении, увеличивая число проходов при ее перемещении к центру зеркала. Перестраиваемое число прохождений N в устройстве может быть подсчитано по формуле N= 2K+1, где К - общее количество светящихся пятен на вогнутом зеркале 3, соответствующее ряду: 1, 5, 9, 13, 17 . . . Поскольку выход излучения осуществлен (в рассматриваемом случае) только с нижней строки изображений на вогнутом зеркале 3, а цикл прохождения составляет четыре хода, то количество прохождений, возрастающее на двойной цикл, составляет ряд, где числа отличаются друг от друга на величину восемь (3, 11, 19, 27, 35 . . . ). Уголковый отражатель из двух плоских зеркал 5 и 6 выполнен таким образом, что одно из зеркал закреплено неподвижно, а другое - с возможностью поворота во взаимно перпендикулярных плоскостях. За счет наклона и поворота подвижного плоского зеркала 6 легко устанавливается прямой угол (фиг. 2). Отклонение же прямого угла приводит к искажению шахматного порядка расположения световых пятен на вогнутом зеркале 3. На фиг. 3 показано расположение пятен на вогнутом зеркале 3 при наклоне зеркала 6, нарушающем прямой угол уголкового отражателя, а на фиг. 4 - при повороте зеркала 6. Многоходовая зеркальная кювета с прозрачным корпусом в виде узкой трубки с плоскими гранями, располагаемая между зеркалами, позволяет осуществить ряд фотохимических исследований по изучению быстрых обменных реакций с участием галогенов. Улучшенные оптические характеристики за счет малых аберрационных искажений при многократном прохождении световых лучей обеспечивают высокую инструментальную чувствительность измерений, необходимую для метода лазерной атомно-резонансной спектроскопии. (56) Johu U. White. Zoug Optical Path of Zarge Aperture. - Journal Optical Society of America. 1942, v. 32, p. 285-288. Авторское свидетельство СССР N 1096544, кл. G 01 N 21/03, 1980.

Формула изобретения

1. МНОГОХОДОВАЯ ЗЕРКАЛЬНАЯ КЮВЕТА, содержащая корпус, входное и выходное окна, вогнутое зеркало и установленные напротив него три плоских зеркала, обращенных к вогнутому своими рабочими поверхностями, причем два из них образуют уголковый отражатель с прямым углом между гранями, а третье расположено на фокусном расстоянии зеркала и снабжено механизмом поворота, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения проведения фотохимических исследований в агрессивных средах, а также уменьшения аберраций, корпус установлен между вогнутым и плоским зеркалами и выполнен оптически прозрачным, а третье плоское зеркало установлено вблизи входного окна линии пересечения граней уголкового отражателя, причем его центр совпадает с серединой отрезка, соединяющего проекции центров входного и выходного окон на ребро уголкового отражателя, а размеры третьего зеркала равны размерам входного окна, при этом выходное окно расположено вблизи вогнутого зеркала на оптической оси. 2. Кювета по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью упрощения юстировки для обеспечения прямого угла между гранями уголкового отражателя, одно из зеркал уголкового отражателя снабжено механизмом поворота во взаимно перпендикулярных плоскостях.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4