Дифракционный монохроматор
Патент 853418
Авторы
Классы МПК
Дифракционный монохроматор
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистическик
Республик
<л853418
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 041279 (21) 2847208/18-25 с присоединением заявки 89 (23) Приоритет—
Опубликовано 070881. Бюллетень М 29
Дата опубликования описания 070881 (51) М. Кл.
С 01 J 3,,18
Государственный комитет
СССР но делам итобретений и открыти и (S3) УДК (088. 8) (72) Авторы изобретения
Г.П.Старцев и тт.B.Ñàâóøêèí (71) Заявитель (54) ДИФРттКЦИОННЫЯ MOHOXPOMATOP
Изобретение относится к спектральным приборам и может быть использовано в научных и заводских лабораториях, во всех исследованиях требующих выт
5 деления уз кого по спектральному ди апазону излучения.
Известны монохроматоры с вогнутыми дифракционными решетками, предназначенные для работы в различных областях спектра j1J. При достаточно хорошей фокусировке спектров в широкой области длин волн все они либо имеют сложный механизм сканирования, либо дают изображение с большими аберрациями. 15
Эти недостатки устранены в монохроматорах с вогнутой дифракционной решеткой с переменным шагом, сканирование спектра в которых осуществляется поворотом решетки вокруг вер- 20 тикальной оси, проходящей через ее вершину при неподвижных щелях.
Наиболее близким по техническому решению к изобретению является монохроматор с углом отклонения не более 25
45О (2) . Он содержит вогнутую дифракционную решетку с переменным шагом, неподвижные входную и выходную щели, Механизм сканирования спектра, обеспечиваюший поворот решетктт вокруг 30 вертикальной оси, проходящей через ее вершину, причем расстояние от центра решетки до входной щелк равно
0,9-1,1 радиуса кривизны решетки, а коэффициент неравномерности шага реше"тки выбран из условия минимальной расфокусировки. Снижение аберраций достигается малым значением угла отклонения, а уменьшение расфокусировки — оптимальным значением коэффициента неравномерности шага решетки.
Однако в этом монохроматоре остаточная расфокусировка достаточно велика. Она снижает разрешающую силу монохроматора.
Целью изобретения является уменьшение остаточной расфокусировки.
Эта цель достигается тем, что в монохроматоре, содержащем вогнутую дифракционную решетку с переменным шагом, оптически связанную с неподвижными входной и выходной щелями, и механизм сканирования спектра, обеспечиваюший поворот решетки вокруг вертикальной оси, проходящей через ее вершину, между дифракционной решеткой с переменным шагом и выходной щелью по ходу лучей установлено вогнутое зеркало, а расстояние от вход853418
Формула изобретения ной щели до центра дифракционной решет-ки равно 0,1-0,4 радиуса кривизны решетки.
Условие фокусировки ° спектра для вогнутой решетки с переменным шагом имеет вид
F Pcos с .+ Р cos P -coso. -cosP+A(sin®+
5! П } * О, где о и(з — соответственно углы падения и дифракции; к — — радиус кривиз ны решетг ки г и г — расстояния от входной
1 щели до центра решетки и от последней до выход. ной щели;
A — коэффициент, характери эующий неравномерность шага решетки.
Это условие фокусировки наиболее точно выполняется во всем диапазоне сканирования выбором таких значений отрезков схемы г и г, а также коэффициента А, которые удовлетворяют следующей системе уравнений: где — угол поворота дифракционной решетки от положения, соответствующего нулевому порядку спектра; значения угла Ч соответственно в начале и в конце диа. паэона сканирования.
Выражения для P, P и A весьма громоздки и укаэанная система уравнений решается на ЭВХ. В зависимости от пределов угла поворота решетки при небольших углах отклонения решение это9 системы уравнений дает значения отрезков г равное 0,1-0,4 радиуса кривизны решетки и отрицательное значение отрезков r, т.е. мнимое изображение входной-щели. Для получения действительного иэображения устанавливается вогнутое зеркало.
На чертеже изображена схема дифракционного монохроматора.
Монохроматор содержит неподвижные выходную 1 и выходную 2 щели, вогнутую дифракционную решетку 3 с переменным шагом, вогнутое зеркало 4 и механизм сканирования спектра 5.
Устройство работает следующим образом.
Излучение, вошедшее в монохроматор через входную щель 1, падает на вогнутую дифракционную решетку 3.
Дифрагированное излучение расходящимся пучком падает на вогнутое зеркало
4 и фокусируется последним на выходной щели 2.
Механизм сканирования спектра 5 может быть выполнен в виде синусногз механизма, что обеспечит линейную зависимость длин волн излучения, выводимого на выходную щель, от угла поворота барабана синусного механизма.
Оптимальные значения отрезков схемы и коэффициента, неравномерности шага решетки позволяют значительно снизить остаточную расфокусировку по сравнению с прототипом.
Дифракционный монохроматор, содержащий вогнутую дифракционную решетку с переменным шагом, оптически связанную с неподвижными входной и выходной щелями, и механизм поворота решетки вокруг вертикальной оси, проходящей через ее вершину, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения расфокусировки, между дифракционной решеткой с переменным шагом и выходной щелью по ходу лучей установлено вогнутое зеркало, а расстояние от входной щели до центра дифракционной решетки равно 0,1-0,4
4О радиуса кривизны решетки.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
45 1. Пейсахсон И.В. Оптика спектральных приборов. Л., "Машиностроение", 1975, с. 230.
2. Авторское свидетельство CCC
v 556347, кл. 0 01 J 3/18, 1977
Я (прототип}.
853418
Составитель А.Смирнов
Редактор Л.утехина Техред A. Савка
Филиал ППП "Патент", г. Увгород, ул. Проектная, 4
Корректор Ю.Макаренко г
Заказ 5621/14 Тира к 907 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5