Устройство для градуировки спектрофотометров по длинам волн

 

Изобретение относится к спектрометрии и может быть использовано для повышения точности спектральных приборов, а также в метрологии - для градуировки и поверки спектрометров и спектрофотометров по длинам волн. Цель изобретения - повышение точности. Устройство включает лазер и эталон Фабри-Перо. Эталон Фабри-Перо выполнен на сферическом отражателе с диффузно отражающим покрытием, имеющим окно для ввода внутрь него лазерного излучения. Диффузный отражатель может быть выполнен из цельного материала, оптические характеристики которого совпадают с оптическими характеристиками материала окон. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) щ)5 С 01 И 21/01

ГОСУД А

ПО ИЗО

ПРИ ГК

) с,, (}

КАВ

Из спект вано рал ьн гии,— спект по дл

Ц ности по дл пени и сел испол град шение

На жено полне (21) (22) (46) (71) униве (72)

А.И.С (53) (56)

Метод

ГОСТ

На вах г спект

Тр уды

СССР, (54)

СПЕКТ

ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Т СССР

ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 2546 7/3 1-25

6.05,88

3.11.90. Бюл. Ф 43 овосибирский государственный . ситет .С,Найденов, А.M.Ражев, мсиков и В.Н.Старинский

43.432 (088.8) пектрофотометры инфракрасные. и средства поверки. .229-77. денов А,С. О методах и средстадуировки шкалы волновых чисел ометров и,спектрофотометров. метрологических институтов вып. 236 (296), с. 17-27.

СТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ

ОФОТОМЕТРОВ ПО ДЛИНАМ ВОЛН бретение относится к области ометрии и может быть использоля повышения точности спектр приборов, а также в метролодля градуировки и поверки ометров и спектрофотометров нам волн (волновым числам) . ь изобретения — повышение точградуировки спектрофотометров нам волн путем уменьшения стеространственной когерентности кции мод излучения лазера, зуемого в качестве репера в ровочной шкале, а также повынадежности устройства. фиг. 1 и 2 схематически изобрастройство с незаполненным и заным отражателями соответствен2 (57) Иэобретение относится к спектрометрии и может быть использовано для повышения точности спектральных приборов, а также в метрологии для градуировки и поверки спектрометр о в и спектр офотометро в по длинам волн, Цель изобретения — повышение точности. Устройство включает лазер и эталон Фабри-Перо. Эталон ФабриПеро выполнен на сферическом отражателе с диффузно отражающим покрытием, имеющим окно для ввода внутрь него лазерного излучения, Диффузный отражатель может быть выполнен из цельного материала, оптические характеристики которого совпадают с оптическими характеристиками материала окон 1 3 ° ï ° ф лы 3 ил, но, на фиг. 3 — функциональная схема сп ектрофотометра.

Устройство содержит лазер 1, длина волны излучения которого лежит в рабочем диапазоне поверяемого спектрофотометра, и эталон Фабри-Пе-. ро, образованный двумя зеркалами 2 и 3, выполненными в окнах сферического отражателя 4, Выбором расстоя— ния между зеркалами 2 и 3 осуществляется селекция мод лазера 1.

Внутренний объем сферического отражателя 4 вакуумирован, а ее внутренняя поверхность имеет диффуэно отражающее покрытие 5. Для ввода лазерного излучения внутрь отражателя

4 в ней имеется окно 6, изготовленное из материала, прозрачного для излучеΠ— 2d

3 160 ния лазера 1. Сферический отражатель

7 изготовлен из материала, прозрачного в рабочем диапазоне градуируемого прибора. Поверхность шара 7 покрыта диффузно отражающим слоем 8, например, окисью магния. На противоположных сторонах шара 7 имеются две параллельные плоскости, представляющие собой зеркала 9 и 10 эталона

Фабри-Перо. На сферической поверхности шара 7 имеется окно 10 для ввода внутрь него излучения лазера 11. Окно 10 может быть плоским (фиг.2) или сферическим. B последнем случае это просто полированный и свободный от диффузного слоя участок поверхности шара. Зеркала эталона Фабри-Перо могут иметь полупрозрачное отражающее покрытие, увеличивающее контраст интерфер енционной картины.

Работа устройства иллюстрируется схемой, приведенной на фиг. 3. Блоксхема типичного спектрофотометра имеет осветительную часть 12 с источником 13 (глобаром), кюветное отделение 14, монохроматор 15 и приемно-регистрирующую систему 16. Эталон Фабри-Перо 17, выполненный на сферической оболочке или на шаре 7, установлен в измерительном тракте кюветного отДеления 14 так, что оптические оси эталона Фабри-Перо и измерительного пучка совпадают, при этом свет от глобара 13 равномерно освещает входное зеркало эталона

Фабри-Перо. Одновр еменно излучение лазера 18 через входное окно шара направляется внутрь него и в результате многократного отражения от диффузного слоя, покрывающего поверхность шара, ослабленным также попадает на внутренние поверхности зеркал эталона Фабри-Перо. Вследствие снижения пространственной когерентности лазерного излучения, отраженные от зеркал эталона Фабри-Перо лазерные лучи слабо взаимодействуют между собой, что уменьшает интерференционные явления и позволяет получить на регистрограмме максимум контура излучения лазера более узким, а его положение на градуировочной шкале более четким и стабильным.

В результате при прохождении света через эталон Фабри-Перо от глобара !

13 образуется интерференционная картина, в которую вписан контур излучения лазера 18. При сканировании

8502 4 спектра монохроматором 15 приемнорегистрирующая система 16 спектрофотометра регистрирует систему макси5 мумов и минимумов при этом расстояЭ ние. между интерференционными максимумами по шкале волновых чисел составляет 1/26, где д — известное расстояние между зеркалами эталона

Фабри-Перо. Одновр еменно приемнорегистрирующая система 16 регистрирует ослабленное и селектированное по модовому составу излучение лазера

18, введенное в полость шара, pesynbтатом чего является образование градуировочной шкалы, действительные значения волновых чисел которой рассчитываются по формуле

-1 где — волновое число репера, см

n — порядок интерференции в центре интерференционной картиньг, с. — дробное значение порядка интерференции в выбранном направлении по градуировочной шкале, считая от репера, d — расстояние между внутренними поверхностями зеркал эталона Фабри-Перо.

При использовании в поверке сцектрофотометра конструкции устройства по фиг. 2 учитывается дисперсия показателя преломления материала, из которого изготовлен шар, т.е. и:+K о «+ 26 п(1) (2)

4р где п(1) — дисперсия показателя прел омл ения мат ер иала шар а .

По результатам сравнения значений волновых чисел 1, рассчитанных по формулам (1) и (2) и зарегистрирован45 ных приемно-регистрирующей системой

16 спектрофотометра 1п, получают ряд знач ений Ь )

6Q = 1)пр - 4$ (3) используемых для построения градуировочного графика 61 = S(4) к шкале волновых чисел спектрофотометра.

Оценка погрешности градуировки спектрофотометра по волновым числам

Я с помощью устройства на основе обработки ряда многократных наблюдений позволила сделать вывод, что она не превьппает 10 см" для значений

1/2 d = 0,1 см, Погрешность воспро-I

1б 08502 из из

rp ни ци же по до сп в

70 риг. Г едения значения максимума реперного учения лазера мала и составляет т мкм, что не сказывается на.пошности градуировки с использовам предлагаемого устройства.

Предлагаемая шаровидная конструкэталона Фабри-Перо менее подвера температурным воздействиям, что

ышает надежность устройства и товерность градуировки. р мула и з обр ет ения

1 ° Устройство для градуировки ктр офотометр ов п о длинам волн, ючающее лазер и эталон Фабри-Перо, .о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в устрой-. ство введен сферический диффузный отражатель с двумя плоскими окнами, расположенными диаметрально противоположно, и дополнительным окном для. ввода внутрь него излучения лазера, при этом зеркала эталона

Фабри-Перо совмещены с диаметрально противоположными окнами.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, сферический отражатель выполнен из цельного материала, прозрачного в рабочем диапазоне устройства.

1608502

12 7 ф

Составитель P .Ïåòðîñÿí

Техред М. Ходанич Корректор С.Шевкун

Редактор Е.Папп

Заказ 3609 Тираж 512 Подписное

ВНИИПИ Государстве. tHoro комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101