Зеркально-линзовая спектральная камера

Зеркально-линзовая спектральная камера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С Л Н И Е» 553568

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сотов Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.12.75 (21) 2199280/10 с присоединением заявки Ке (23) Приоритет

< (51) M. Кл. G 02В 17/08

G 01J 3/18

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам нзабретений и открытий

Опубликовано 05.04.77. Бюллетень гГо 13 (53) УД1(522.617.3(088.8) Дата опубликования описания 13.06.77 (72) Авторы изобретения

Н. И. Валов, М. В. Лобачев, Г. Г. Парицкая и И. К. Павлов (7I) Заявитель (54) ЗЕРКАЛ ЬНО-Л И НЗО ВАЯ СП ЕКТРАЛ Ь НАЯ КАМЕРА

Изобретение относится к оптическому приборостроению, точнее к камерам астрономических спектрографов.

Известны камеры астрономических спектрографов, выполненные по оптической схеме

Шмидта, содержащие дифракционную решетку, коррекционную пластину Шмидта, главное вогнутое зеркало и приемник излучения (1l.

Недостатком известных систем является ограниченная дисперсия и малое поле зрения камеры.

Наиболее близкой к изобретению является спектральная камера Пфунда, содержащая дифракционную решетку, объектив, выполненный из плоского зеркала с центральным отверстием и вогнутого зеркала, и приемник изображения, установленный за плоским зеркалом и совмещенный с фокальной плоскостью вогнутого зеркала (2).

Недостатком этой спектральной камеры является малое поле зрения, ограниченное наличием аберрации кома и большим ви ьетировапием, вызванным расположением наклонно установленного плоского зеркала в плоскости дисперсии дифракционной решетки.

Целью изобретения является расширение поля зрения и уменьшение виньетирования с одновременным сохранением качества аберрап,ионной коррекции.

Поставленная цель достигается тем, что она снабжена корректором аберраций, размещенным между дифракционной решеткой и плоским зеркалом на расстоянии, превышающем

5 фокусное расстояние вогнутого зеркала, и выполненным из пологкительного и отрицательного одиночных менисков, обращенных вогнутостью к изображению, а оптическая ось «орректора и нормаль к плоскому зеркалу лежат

10 в плоскости, перпендикулярной плоскости дисперсии дифракционной решетки.

На фиг. 1 представлена оптическая схема зеркально-линзовой спектральной камеры; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1.

Предложенная камера содерхкит дифракционную решетку 1, наклонно установленное плоское зеркало 2, имеющее центральное отверстие 3, вогнутое зеркало 4, например, сферическое, корректор аберраций 5 и приемник изображения б.

Корректор аберраций 5 выполнен из двух менисков 7 и 8, обращенных вогнутостью к изображению, и удален от зеркала 2 на расстояние, превышающее фокусное расстояние вогнутого зеркала 4, Мениск 7 выполнен отрицательным, а мениск 8 пологкительным.

Радиусы менисков 7, 8 рассчитываются из условия устранения сферической и хроматичес30 кой аберрации третьего порядка объектива

553568

15 спектральной камеры. Исправление комы определяет положение менисков 7, 8.

Зеркало 2 ориентировано таким образом, что нормаль к этому зеркалу и оптическая ось корректора аберрации 5 лежат в плоскости, перпендикулярной плоскости дисперсии дифракционной решетки 1 (т. е. в плоскости ее штрихов) .

Приемник изображения 6, например ЭОП, устанавливается на оси вогнутого зеркала 4 так, что поверхность его фотокатода совпадает с фокальной плоскостью объектива камеры, расположенной за зеркалом 2. Угол а между оптическими осями вогнутого зеркала 4 и корректора аберраций 5 целесообразно выбрать близким к 45, т. е. в пределах 45 — 50 .

При работе астроспектрографа пучок излучения, дифрагированный решеткой 1 и имеющий эллиптическое поперечное сечение с большой осью, лежащей в плоскости дисперсии решетки (перпендикулярной плоскости чертежа), проходит через афокальный корректор 5 и падает на зеркало 2. Так как нормаль к зеркалу 2 и оптическая ось корректора 5 лежат в плоскости, перпендикулярной плоскости дисперсии, то после отражения пучка излучения от дифракционной решетки 1 увеличение его поперечного сечения происходит только в одном направлении. Это позволяет уменьшить размеры зеркал 4 и, что особенно важно, размер отверстия 3 в зеркале 2 в направлении большой оси эллипса.

Благодаря выбору угла а близким к 45 обеспечивается оптимальное соотношение оптических элементов, Увеличение этого угла приводит к возрастанию поперечного сечения пучка и, следовательно, к увеличению размеров зеркал. Уменьшение же угла и невозможно, так как часть пучка, падающего на зеркало 2, будет срезаться нижним краем вогнутого зеркала 4. Отразившись от зеркала 2, пучок падает на вогнутое зеркало 4 и фокусируется им на фотокатод ЭОПа. Поле зрения камеры достигает 35 мм.

Увеличение линейного поля зрения позволяет использовать в астроспектрографе решетки с большим числом штрихов, т. е, дает возможность получить большее значение фактора обратной линейной дисперсии.

Так как оптическая ось корректора аберраций 5 и нормаль к плоскому зеркалу 2 лежат в плоскости, перпендикулярной плоскости дисперсии дифракционной решетки 1, то благодаря этому достигается уменьшение центрального экранирования, создающего дополнительное виньетирование. В результате зеркально-линзовая спектральная камера обладает значительно большим линейным полем зрения, чем известная камера Пфунда, имеющая аналогичную дифракционную решетку и объектив с таким же фокусным расстоянием.

Благодаря этому можно успешно использовать в заявляемой спектральной камере современные приемники излучения — ЭОПы с большим линейным полем зрения.

Формула изобретения

Зеркально-линзовая спектральная камера с внешним фокусом, содержащая последовательно установленные вдоль оптической оси дифракционную решетку, объектив, выполненный из плоского зеркала с центральным отверстием и вогнутого зеркала, и приемник изображения, установленный за плоским зеркалом и совмещенный с фокальной плоскостью вогнутого зеркала, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью расширения поля зрения и уменьшения виньетирования с одновременным сохранением качества аберрационной коррекции, она снабжена корректором аберраций, размещенным между дифракционной решеткой и плоским зеркалом на расстоянии, превышающем фокусное расстояние вогнутого зеркала, и выполненным из положительного и отрицательного одиночных менисков, обращенных вогнутостью к изображению, а оптическая ось корректора и нормаль к плоскому зеркалу лежат в плоскости, перпендикулярной плоскости дисперсии дифракционной решетки».

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР М 316059, кл. G 02В 23/04, 1971.

2. Сойер P., Экспериментальная спектроскопия, М., Иностранная литература, 1953, с. 86 (прототип).

Фиг t

Фца

Составитель С. Коврина

Техред 3. Тараненко Корректор Т. Добровольская

Редактор H. Вирко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1073/4 Изд. № 22 Тпрагк 630 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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