Дифракционный монохроматор

Дифракционный монохроматор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(ii) 556348

ОПИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

It АВТОРСКОМУ СЗНДИТИЗЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Росв йик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.10.75 (21) 2179667/25 с присоединением заявки № (51) М. Кл. б 01J 3/18

Совете Министров СССР оо ренам изобретений и открытий (53} УДК 535.853.34 (088.8}

Опубликовано 30.04.77. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 06.05,77 (72) Авторы изобретения

В. В. Афанасьев, А. В. Савушкин и Г. П. Старцев (71) Заявитель (54) ДИФРАКЦИОННЫИ МОНОХРОМАТОР

ГосУаарственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к спектральным приборам, а более конкретно — к дифракционным монохроматорам и может быть использовано, в частности, при спектральных исследованиях синхротронного излучения и удаленных источников.

Известны монохроматоры с вогнутыми дифракционными решетками, предназначенные для работы в различных областях спектра,(1).

При достаточно хорошей фокусировке спектра в широкой области длин волн все они либо имеют сложных механизм сканирования, либо дают изображение с большими аберрациями.

Ближайшим по технической сущности к изобретению является дифракционный монохроматор, содержащий вогнутую дифракционную решетку, входную и неподвижную выходную щели и механизм сканирования спектра, обеспечиващий поворот решетки вокруг вертикальной оси (2).

Такая конструкция не позволяет обеспечить незначительную расфокусировку.

Целью изобретения является уменьшение расфокусировки.

Цель достигается тем, что в известном дифракционном монохроматора, содержащем вогнутую дифракционную решетку, входную и неподвижную выходную щели и механизм сканирования спектра, обеспечивающий поворот решетки вокруг вертикальной оси, входная и выходная щели расположены по отношению к центру решетки под углом 50 — 60, ось вращения решетки параллельна штрихам и касательна к ее вершине, а дифракционная решетка выполнена с переменным расстоянием между соседними штрихами, изменяющимся по линейному закону, причем коэффициент неравномерности шага нарезки выбран из условия минимума расфокусировки.

Расстояние а между соседними штрихами у решетки с переменным шагом, изменяющимся по линейному закону, можно записать следу15 ющим образом:

= о. (1+ И) где оо — расстояние между соседними штрихами у вершины решетки (при у=О); д — координаты точки на поверхности решетки в направлении перпендикуляр. ном штрихам;

1 — коэффициент неравиомериости шага, Условие фокусировки спектра для такой ре= шетки при бесконечно удаленном источнико света имеет вид;

F =, + +p(sins+sin/} =0 б R где а и P — соответственно углы падения и диЗО фракции;

556348

r — расстояние от центра решетки до выходной щели;

R — радиус кривизны решетки.

Это условие фокусировки наиболее точно выполняется во всем диапазоне сканирования выбором такого значения коэффициента неравномерности шага решетки, которое удовлетворяет следующему уравнению:

Ь, д

F .d =- О, д;з., - 1 где ф — угол поворота дифракционной решетки от положения, соответствующего нулевому порядку спектра; ф и ф — значения угла ф соответственно, в начале и в конце диапазона сканирования.

Решение этого уравнения дает где

А(i) 1 1 сов — cos(3) — 20) — — cos(— 20) — сов ) . cos21

6 2

r cos д (2ф — sin 2,1) где 2() — угол отклонения.

Остаточная расфокусировка имеет минимальное значение для угла отклонения 2О, равного 80 — 90 в положительном порядке спектра и 50 — 60 в отрицательном.

На чертеже показана схема предложенного дифракционного монохроматора. Монохроматор содержит вогнутую дифракционную решетку с переменным шагом 1 и неподвижную выходну)о щель 2, механизм сканирования спектра 3, Излучение параллельным пучком йадает на дифракционную решетку с переменным шагом

1. Дифрагированное излучение фокусируется

4 дифракционной решеткой на неподвижной выходной щели 2. Механизм сканирования спектра 3 может быть выполнен в виде синусного механизма, обеспечивающего поворот решетки вокруг вертикальной оси, проходящей через ее вершину.

Оптимальные значения угла отклонения и коэффициента неравномерности шага позволяют в десятки раз уменьшить расфокусировiO ку по сравнению с прототипом. Например, при повороте решетки от 0,9 до 10 расфокусировка не превышает 0,04 мм, тогда как для прототипа она составляет 0,8.мм.

Формула изобретения

Дифракционный монохроматор, содержащий вогнутую дифракционную решетку входную и неподвижную выходную щели и механизм сканирования спектра, обеспечивающий поворот решетки вокруг вертикальной оси, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения расфокусировкн, входная и выходная щели расположены по отношению к центру решетки под углом 50 — 60, ось вращения решетки параллельна штрихам и касательна к ее вершине, а дифракционная решетка выполнена с переменным расстоянием между соседними штрихами, изменяющимся по линейному закону, причем коэффициент неравномерности шага нарезки выбран из условия минимума расфокусировки.

Источники информации, принятые во вни. мание при экспертизе:

1, И. В. Пейсахсон «Оптика спектральных

6о приборов», Машиностроение, Л., 1970 г., с, 228 †2.

2, М. Skiboxvski and W. Steinmann, «Norimal — Tneidence Monochromator Jo for the Vocuum Ultraviclet Radiation from an Electron

4() Synchrotron» Jot the Optical Society of America, 57, 1, 112, 1967 г. (прототип), 556348

Составитель М. Кротов

Техред О. Тюрина

Редактор Н. Коляда

Корректор Н, Аук

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 995/16 Изд. № 400 Тираж 878 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4j5