Спектрометр с дифракционной решеткой

Помимо использования в фундаментальных исследованиях различных материалов, инфракрасные спектры являются мощным средством анализа. На рис. 6.10 приведен пример, который интересен с нескольких точек зрения. На рис. 6.10,6 мы имеем спектр излучения Венеры, полученный с помощью фурье-спектрометра (см. следующий раздел). Он свидетельствует о поглощении света молекулами двуокиси углерода в атмосфере планеты все детали спектра можно отождествить с колебательными модами Oj. На рис. 6.10, а показан тот же спектр, полученный на обычном спектрометре с дифракционной решеткой. [c.149]

Спектрометр с дифракционной решеткой. Отражающие решетки, свободные от поглощения излучения, часто употребляются для исследования инфракрасных лучей. Пропускающие решетки, наоборот, не представляют в этом отношении никакого интереса и мы не будем о них говорить. [c.56]

Сравнению, например, с тем наилучшим разрешением, которое может быть достигнуто в спектрометре с дифракционными решетками (Av/v = 10 —10- ). [c.178]

Влияние аберраций зеркальной системы на разрешение телескопа-спектрометра с дифракционной решеткой [c.279]

Рассмотрим основные типы спектрометров с дифракционными решетками, разрабатываемые для исследования спектров Солнца и других космических источников. Спектрометры для исследова- [c.291]

Таблица 7.2, Данные рентгеновских телескопов-спектрометров с дифракционными решетками

Основное свое применение решетки нашли в спектроскопии, где они заменили дисперсионные призмы, поскольку по сравнению с призмами имеют значительно более высокую разрешающую способность. При замене призмы решеткой в спектрометре можно добиться десятикратного увеличения светового потока, так как в спектрометре с решеткой ширина входной щели может быть значительно увеличена по сравнению с призменным спектрометром, имеющим такое же разрешение. Кроме того, решетка как диспергирующий элемент может обладать большей площадью, что еще более увеличивает ее разрешающую способность. Однако по сравнению с призменными спектрометрами спектрометры с дифракционными решетками имеют один недостаток, который состоит в необходимости устранения нежелательных порядков интерференции. [c.437]

ЛО совместное применение спектрометра с дифракционной решеткой и интерферометра Фабри — Перо такое комбинированное устройство мы рассмотрим в конце следующей главы. [c.450]

Фабри — Перо зависит от нескольких факторов. Однако при любых обстоятельствах она является идеально симметричной в противоположность асимметричной форме аппаратной функции спектрометров с дифракционной решеткой. Благодаря этой симметричности интерферометры Фабри — Перо удобно использовать для проведения точных измерений асимметрии линий, излучаемых астрономическими объектами, откуда можно получить данные о гидродинамических условиях на поверхности этих объектов. [c.569]

В 1.331. Спектрометр с дифракционной решеткой и призменный спектрометр [c.47]

Вместе с тем многослойные дисперсионные элементы имеют ряд неоспоримых преимуществ. Основным из них, по-видимому, является то обстоятельство, что МИС значительно дешевле и проще в изготовлении по сравнению с дифракционными решетками и могут быть созданы в массовом количестве. Кроме того, многослойные элементы работают при нормальном падении и, следовательно, имеют существенно большую светосилу. Наконец, в настоящее время не представляет особых сложностей нанесение многослойных покрытий на изогнутые подложки сложной формы, т. е. создание рентгеновских спектрометров с пространственным разрешением. [c.109]

Инвариантность системы означает, что форма ее отклика на элементарный сигнал остается постоянной при изменении аргумента сигнала. Для спектрометров,, построенных по классической схеме, инвариантность по времени обеспечивается стационарностью всех оптических и регистрирующих частей системы Вместе с тем, инвариантность по частоте для них, строго говоря, не соблюдается. Изменение частоты падающего излучения, как правило, сопровождается изменением ширины и формы аппаратного контура. Тем не менее, ввиду того что изменение это происходит достаточно медленно, особенно в приборах с дифракционными решетками, в довольно широких участках спектра классические спектрометры можно приближенно считать инвариантными. [c.8]

Рис. 109. Оптическая схема двойного монохроматора с дифракционными решетками от спектрометра ДФС-12 со сложением дисперсий.

Преимущества фурье-спектрометра перед обычными спектральными приборами (например, с дифракционной решеткой, см. 6.6) обусловлены увеличением проходящего через прибор светового потока (для достижения высокого разрешения здесь ие требуется уменьшать ширину входной щели) и одновременной регистрацией всего спектра при использовании фотоэлектрических приемников. Для коротковолновой части спектра эти преимущества значительно снижаются в связи с тем, что. на приемник попадает одновременно с модулированной и немодулированная часть излучения, из-за чего возрастает уровень шумов на выходе. В коротковолновой части спектра шум определяется полным световым потоком, в то время как для малочувствительных детекторов инфракрасного излучения основной шум обусловлен собственными шумами детектора и в широких пределах не зависит от падающего на приемник потока излучения. Поэтому преимущества метода реализуются лишь в инфракрасной области, особенно в далекой. [c.255]

Основной особенностью любых дифракционных полей является их зависимость от длины волны. Это свойство используется в различного рода оптических устройствах для спектрального анализа излучения. Примером такого устройства служит дифракционная решетка, которая состоит из большого числа клиньев (штрихов). Поле, дифрагированное на одном штрихе, интерферирует с полями от других штрихов, в результате чего получается картина, состоящая из узких линий, соответствующих интерференционным порядкам дифракционной решетки. Угол отражения каждого луча зависит от частоты падающего излучения. Поэтому если на пути этого луча поставить щель, а за ней поместить фотодиод, то для известного интерференционного порядка и при известной ширине линии можно узнать, какая доля интенсивности излучения попадает в данный спектральный интервал. Такой принцип работы лежит в основе устройства современных спектрометров на дифракционных решетках, которые практически вытеснили спектрометры, использующие в качестве диспергирующего элемента призму. [c.403]

В спектрометрах СФ-4 в настоящее время вместо призмы устанавливают плоскую дифракционную решетку или реплику с нее также по автоколлимационной схеме, приведенной на рис. 99. Эти спектрометры выпускают под маркой СФД-1. [c.129]

Можно сказать, что функция, аналогичная описанной выражением (24), характеризует и другие спектроскопические приборы, например спектрометры с дифракционными решетками. Уравнения, близкие к уравнению (24), описывают работу ин-терферометрических устройств, используемых при получении голограммы, а также во многих применениях голографии. [c.202]

Нами были изучены спектры поглощения смесей НС1 и НВг с диметиловым и ди-этиловым эфирами в газовой фазе в области 75—160 см . Работа велась на построенном в лаборатории спектроскопии НИФИ ЛГУ вакуумном спектрометре с дифракционной решеткой 6 штр. /мм и пневматическим приемником ОАП-1 с кварцевым входным окном. Исследуемые газы помещались в стеклянную кювету длиной 18 см с тонкими (0.1 мм) полиэтиленовыми окнами. Давление в кювете всегда доводилось до атмосферного сухим В03ДУХ0М. Съемки производились при комнатной темпе- [c.290]

По существу оптический анализатор спектра аналогичен оптическому спектрометру с дифракционной рещеткой, в котором используются монохроматическое излучение и несовершенная дифракционная решетка [9, 10]. [c.107]

Эти прпборы фактически охватывают весь спектральный диапазон, который обычно бывает необходим для идентификации хи.мических соединений, а также их структурно-группового и количественного анализа. В настоящее вре.мя на смену им приходят более совершенные приборы с дифракционными решетками. На-нри.мер, спектрограф СТЭ-1, спектрофотометры СФ-20 и СФ-26 для видимой и УФ-о бластн, ИК-спектрофотометры ИКС-17. ИКС-24, ИКС-29, спектрометр ДФС-24 для фотоэлектрической регистрации КР-спектров и т. д. [c.130]

Основные принципы работы ИК-сиектрофотометров и технику ИК-спектроскопии, с помощью которой исследуются колебательные спектры молекул, можно рассмотреть на примере призменных ИК-спектрофотометров ИКС-14 и ИКС-22. В настоящее время выпускаются спектрофотометры с дифракционными решетками ИКС-29, ИКС-24, ИКС-31. Спектрометры, например ИКС-21, ИКС-31, менее удобны в работе, так как для получения ИК-спектра исследуемого вещества необходимо произвести измерения двух спектров сначала зарегистрировать спектр испускания источника излучения и принять его за /о, а затем установить образец, -и на фойе кривой /о записать спектр пропускания, т. е. получить величину /. После этого по точкам строится кривая пропускания Г=///о 100% в зависимости от волнового числа V (см ). Кроме того, при регистрации спектров на однолучевом приборе возникают большие трудности, связанные с наложением ИК-снектров поглощения атмосферных паров НгО и СОг, поэтому спектрометр ИКС-31 вакуумирован. Наличие двух одинаковых пучков в двухлучевых спектрофотометрах позволяет компенсировать атмосферное поглощение и регистрировать спектр непосредственно в процентах пропускания. Двухлучевые спектрофотометры также позволяют компенсировать поглощение окон кювет и растворителей, если регистрируются спектры растворо1в. [c.158]

Ленинградско1М институте точной механики и оптики. Входной растр представлял собой пластинку размером 16X16 мм. Вся-поверхность была разбита на 34 строки, каждая из которых состояла из 535 элементов. Вероятность того, что данный элемент прозрачен, была принята равной 1/2, таким образом, эффективная площадь отверстий составляла 8X16 мм. Четные строки растра представляли собой негативное изображение-предыдущей строки. Распределение прозрачных участков в нечетных строках было статистически независимым как по отношению к соседним элементам, так и по отношению к другим, строкам. Выходной растр получался путем фотографирования действительного изображения входного растра на выходе спектрометра при освещении линией HgI 546 нм. Модуляция светового потока осуществлялась путем периодического смещения выходного растра в направлении, перпендикулярном дисперсии прибора, на расстояние, равное ширине одной строки. В-этом случае изображение растра, при условии точной настройки прибора на выбранную длину волны, совмещается со своим негативом, и световой поток полностью перекрывается. Спектрометр имел дифракционную решетку 600 штр/мм и раоотая в. области от 0,54 до 2,5 мкм (два диапазона 0,54- 1,25 мкм и 1,09ч-2,5 мкм). Получена реальная разрешающая сила б-Ю (ширина аппаратной функции 0,011 нм для v=546 нм). Конструкция прибора обеспечивала постоянство разрешающей силы-при сканировании спектра. По сравнению с обычным щелевым спектрометром, построенным по той же схеме, выигрыш в светосиле составил приблизительно 270. раз. [c.57]

При построении светосильных рентгеновских спектрометров, в которых используются дифракционные решетки в сочетании с зеркальными объективами скользящего падения типа Вольтера, значительными преимуществами перед классической роуландовской схемой обладают схемы установки решетки в сходящемся пучке непосредственно после объектива. Такие схемы реализуются, например, в телескопах-спектрометрах для исследования спектров астрофизических источников как с пропускающими [6, 89, 90, 1011, так и с отражательными решетками [51]. [c.275]

В области к > 2,5 нм в качестве диспергирующих элементов кроме дифракционных решеток и пoльзyюt псевдокристаллы (см. гл. 8), а в последнее время — многослойные интерференционные зеркала (см. гл. 4). Однако спектрометры с решетками, особенно голографическими или нарезными с переменным шагом штрихов, имеют существенное преимущество перед ними в спектральном разрешении и размере одновременно наблюдаемого диапазона спектра. Разработаны стигматические схемы таких спектрометров, а также схемы с плоским фокальным полем. Рассмотрим некоторые из них, имеющие практическое значение. [c.287]

Телескоп-спектрометр ФУЗЕ по проекту Лайман [66] на область 10—180 нм будет иметь примерно вдвое больший объектив такого же типа (диаметр 80 см, фокусное расстояние 2,4 м) с разрешением на оси 1". В фокальной плоскости за щелью будут размещаться несколько спектрометров классического типа с вогнутыми дифракционными решетками, среди которых — спектрометр, работающий в длинноволновой части рентгеновского диапазона 10—35 нм. Каналы спектрометров будут переключаться с помощью поворотного зеркала. Применение щелевой схемы спектрометров оправдывается тем, что большинство предполагаемых [c.296]

Можно сделать неправильный вывод, что интерферометр Фабри—Перо — самый лучший прибор для лазерной спектроскопии, хотя бы потому, что в спектроскопии высокого разрешения, т. е. в спектроскопии газовых лазеров, он — единственный прибор, обеспечивающий необходимое разрешение. Но при быстрых спектральных наблюдениях лучше всего пользоваться призменным спектрометром. А для точных измерений длин волн больше всего подходит метровый монохроматор Черни—Тернера с плоской дифракционной решеткой. Он особенно выгоден тогда, когда требуется разрешить вранхательные линии в излучении инфракрасных молекулярных лазеров. [c.334]

Все элементы, начиная с натрия и расположенные после него в периодической системе Менделеева, могут анализироваться без особых затруднений, тогда как для более легких элементов требуется вакуумный спектрометр. Работа с легкими элементами наталкивается на значительные трудности, потому что их Z-серии рентгеновских лучей имеют слишком большие длины волн, которые, кроме всего прочего, с трудом возбуждаются. В настоящее время разра отана техника определения элементов этого конца периодической таблицы [28]. Произведенная совсем недавно замена кристалла-анализатора специальной дифракционной решеткой расширила пределы анализа с помощью микрозонда вплоть до лития в этом случае можно определять без особого труда содержание углерода, азота и кислорода (Фрэнкс, неопубликованные данные), [c.394]

Заменим зеркала 4 и 5 з интерферометре Майкельсона плоскими дифракционными решетками (рис. 56). Каждая ре--щетка сохраняет отраженный фронт волны плоским, но ПО ВО-рачивает его на угол, зависящий от длины волны. Разность хода между двумя лучами, таким образом, для различных длин-волн меняется при движении вдоль решетки по линейному закону. В то же время пространственная частота распределения освещенности в интерференционной картине зависит от длины-волны не только непосредственно через соотношение (38), но и вследствие того, что угол е сам является функцией к. Сопоставление рис. 54 и 56 показывает, что приборы эти по принципам действия вполне эквивалентны. Различие заключается в том,, что в спектрометре, показанном на рис. 56, пространственный фильтр выделяет составляющие спектра с очень большими Тх т. е. пространственные частоты х 0. [c.63]

Создан макетный образец инфракрасного лазерного спектрометра ИКЛС на основе полупроводниковых диодных лазеров (ПДЛ) с перестраиваемой длиной волны [6]. Оптическая схема ИКЛС показана на рис. 13. Прибор построен на базе многоцелевого спектрометра ИСМ-1 и имеет в своем комплекте дополнительные блоки приставки отражения (пропускания) с переменными углами падения и многоходовую газовую кювету. Монохроматор осуществляет разделение мод ПДЛ, а также измерение длин волн с погрешностью 0,05 % от номинала. При этом точное измерение длин волн с погрешностью, близкой к разрешающей способности спектрометра (определяемой ПДЛ), осуществляется с помощью эталонов Фабри—Перо и спектров известных объектов. В одномодовом режиме ПДЛ можно исключить монохроматор из схемы прибора, заменив дифракционную решетку плоским зеркалом или состыковав блок осветителя непосредственно с блоком приемной камеры. [c.215]

Столь же успешно в настоящее время строят двойные монохроматоры с применением зеркальной оптики, где в качестве диспергирующей системы используются дифракционные решетки. На рис. 109 приведена схема конструкции двойного монохроматора, которая используется в спектрометре ДФС-12. Легко видеть, что этот прпбор представляет собой спаренные монохроматоры тина, ранее изображенного на рис. 99. Переход здесь по длинам волн осуществляется поворотом столика, на котором укреплены обе дифракционные решетки. [c.137]

Спектрометр ДФС-4 представляет собой спектральный прибор с дифракционной плоской отражательной решеткой и зер-кальпо-.тинзовой оптикой, собранных по схеме, ранее пред-ставленпой па рис. 99. Здесь вогнутые зеркала и играют роль коллиматорных объективов, а стеклянный афокальпый объектив О применен для компенсации аберраций. Свет от входной щели [c.450]

Рассмотренная принципиальная схема селективного спектрометра не позволяет реализовать значительную разрешающую способность, которая могла бы быть достигнута при больших разностях хода. Это связано в основном с трудностями технического характера. Приведем схему, которая по принципу действия не отличается от рассмотренной, но позволяет преодолеть технические затруднения. В схеме на рис. 7.4.3, а с одной анализирующей решеткой взаимодействовали две когерентные волны. В схеме на рис. 7.4.3, б одна волна, расщепленная делителем D на две 1 и 2) когерентные, взаимодействует с двумя дифракционными решетками Ri и R2. В этом случае нет необходимости в создании первичной интерференционной картиньг полос равной толщины конечной ширины. [c.477]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...