Двойной дифракционный монохроматор

Двойной дифракционный монохроматор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (11) 51691 2

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ASTOPCNOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.11.74(21) 2078217/25 (51) М. Кл.е

Gr 01 3/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 05.06,76Бюллетень № 21 (45) Дата опубликования описания 06.06.77 (53) УДК 535.853.34 (088.8) Г. П. Старцев и М. П. Тверитинов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ДВОЙНОЙ ДИФРАКБИОННЫЙ МОНОХРОМАТОР с присоединением заявки № (23) Приоритет

Изобретение относится к спектральным приборам., а именно к двойным монохроматорам, предназначенным для выделения из излучения узкого диапазона длин волн и устранения паразитно-рассеянного света других длин волн. Оно может быть использовано в научных и заводских лабораториях для исследования источников и приемников излучения, спектров комбинированного рассеяния, явлений фотоионизации. 10

Известны двойные монохроматоры, предназначенные в основном для работы в видимой и ближней ультрафиолетовой областях спектра. При хорошем качестве изображе- то ния они имеют большое количество отражающих поверхностей и поэтому не могут использоваться в вакуумной УФ-области спектра из-за низкого коэффициента отражения зеркальных покрытий и отсутсвия прозрач- 20 ных материалов в этой области спектра.

Известный двойной монохроматор для вакуумной УФ-области содержит две вогнутые дифракционные решетки, входную, вы- ходную и промежуточные щели и механизм сканирования спектра. В этом приборе угол между падающим и дифрагирующим. лучами составляет" 70, что приводит к большому о астигматизму, достигающему 0,7 высоты решетки. Из-аа применения в сканирующем механизме длинного (750 мм) стержня необходимы широкие щели для температурной компенсации. Кроме того, в приборе присутствует паразитно-рассеянный свет, связанный с наличием нулевого (зеркального) порядка, передвигающегося во время сканирования спектра. В результате существенно уменьшается светопропускание прибора, а также спектральная чистота монохроматизации.

Бель изобретения — повышение спектральной чистоты монохроматизации и увеличение светопропускания. Это цель достигается благодаря тому, что вогнутые дифракционные решетки установлены симметрично относительно промежуточной щели, а входная и выходная щели расположены в центрах кривизны соответствующих решеток.

516912

На чертеже показана оптическая схема двойного монохроматора, содержащего входную 1, пром,ежуточную 2 и выходную 3 щели, вогнутые дифракционные решетки 4,5, фиксированные симметрично относительно 5 промежуточной щели, плоские параллельные зеркала 6,7, перпендикулярные отрезкам,, соединяющим промежуточную щель с мнимыми монохроматичес кими изображениями входной щели и делящие их пополам, скани- 10 руюший механизм 8.

Излучение входит в монохроматор через входную щель 1 и падает на решетку 4 по нормали. Автоколлимационное изображение входной щели, созданное нулевым. порядком., }5 совпадает с входной щелью и, таким, образом, излучение нулевого порядка выходит из прибора, не участвуя в образовании рассеянного света. Вогнутая дифракционная решетка 4 фокусирует монохроматическое изо-20 бражение входной щели 1 на круге Роуланда.

Плоское зеркало 6 отражает в промежуточную щель 2 излучение с такой длиной волны, для которой расстояния от точки падения яа зеркало 6 до круга Роуланда и до промежуточ- 25 ной щели равны. Симметрично расположенное относительно щели 2 плоское зеркало 7 посылает излучение, вышедшее из промежуточной щели 2, яа дифракционяую решетку 5 под тем же углом Р, под которым излуче— ЗО ние с данной длиной волны дифрагировало на решетке 4. Поскольку решетки 4 и 5 идентичны, угол дифракции на решетке 5 для всех длин волн будет равен нулю и излучение

5 ЗЬ будет фокусироваться вогнутой решеткои 5 на нормали в выходной щели 3. Сканирующий механизм 8 вращает плоские параллельные зеркала вокруг промежуточной щели

2 и проводит их одновременное смешение, 4О учитывающее изменение расстояния между мнимыми монохроматическими изображениями входной щели. Сканирующ-. .й механизм может быть выполнен, например, в виде синус ного механпзма.

Спектральный диапазон работы такого мояохроматора определяется макси; юльным углом дифракции и постоянной решеток. Нано ример, для угла цифракции р =27 и постояяя р . ой решеток d — мм. спектральный диаеоо зон составит 0

Для работы в спектральной области вакуо умного ультрафиолета угол Р будет выше 1э

В этом. случае расстояние между нормалями вогнутых решеток, например, при радиусе кривизны 500 мм составляет около 135 мм, что позволяет построить очень компакт ный прибор.

В качестве диспергируюших элементов могут быть применены также и вогнутые дифракционные решетки с переменным. шагом., компенсирующие астигматизм в значительной выбранной области спектра. Благодаря незначительным. углам падения изображение, даваемое описываемым монохроматором, имеет хорошее качество, в нем отсутствуютастигматизм. и кома. Устранение астигматизма позволяет увеличить общее светопропусканне.

Наличие автоколлимационного хода для нулевого порядка позволяет устранить в монохроматоре рассеянный свет и тем самым увеличить спектральную чистоту монохроматизации.

Обе дифракционные решетки фиксированы, что упрощает конструкцию прибора и уменьшает его габариты. Оптическая схема обеспечивает постоянство направления вышедших из монохроматора пучков при фиксированном положении щелей. Входная и выходная щели расположены на противоположных стенках прибора, что создает большое удобство в работе, так как ни источник света, ни приемные радиации не мешают друг другу " могут иметь сколь угодно большие размеры.

Незначительное количество оптических деталей при применении высокоотражаюших покрытий дает возможность использовать описанный монохроматор в области вакуумного ультрафиолета до 100-120 ям. Благодаря уменьшению количества оптических деталей уменьшается и общая стоимость прибора.

Формула и з о б р е т е н и я

Двойной дифракционный монохроматор, содержащий две вогнутые дифракционные решетки, входную, выходную и промежуточные жели, два плоских параллельных зеркала и мехаяизм, сканчрования спектра, о т л и— ч а ю ш и и с я тем„что, с целью повышения спектральной чистоты монохроматизации и увеличения светопропускания, вогнутые дифракционные решетки установлены симметрично относительно промежуточной щели, а входная и выходная щели расположены в центрах кривизны соответствующих решеток.

516912 (.оставителв М, Кротов д. Луговая Корректор Н. Золотовская 3 /15 Тираж 814 Подписное

СССР

1 НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СС по делам изобретений и сткрытий

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

Филиал ППП "Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4.