Многолучевой интерферометр

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке спектральных приборов типа спектрографа с высоким спектральным разрешением. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения пространственного спектрального разложения излучения. Это достигается путем выполнения одного из сферических зеркал многолучевого интерферометра рассеченным на две части, которые развернуты одна относительно другой таким образом, что центры их кривизны не совпадают на поверхности цельного зеркала. Луч Л, падающий на зеркало 1, распространяется по прямой AB и частично проходит сквозь зеркало 2 в виде луча Л<SB POS="POST">1</SB>. Отраженная от зеркала 2 часть излучения распространяется по линии BDFGB. Затем излучение вновь частично проходит сквозь зеркало 2 в виде Л<SB POS="POST">2</SB>. Процесс обхода излучением зеркал интерферометра повторяется многократно. При освещении интерферометра излучением с широким угловым распределением происходит пространственное спектральное разложение падающего излучения. При этом на поверхности зеркала 2 формируется развертка спектра излучения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s G 01 В 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

6ИИЮац

EÅÊÌß

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

°

М

Ое

Ъ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4497043/24-28 (22) 24,10,88 (46) 30.11.90. Бюл. йг 44 (72) Ю,T.Мазуренко (53) 535.853.4 (088,8) (56) Connes P. Journal de Physics et de

Radium, 1958, т.19, N 3, р.262 — 269. (54) МНОГОЛУЧЕВОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке спектральных приборов типа спектрографа с высоким спектральным разрешением. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения пространственного спектрального разложения излучения, Это достигается путем выполнения одного из сферических зеркал многолучевого интер„„Я2„„1610250 А1 ферометра рассеченным на две части, которые развернуты одна относительно другой таким образом, что центры их кривизны не совпадают на поверхности цельного зеркала. Луч Л, падающий на зеркало 1. распространяется по прямой АВ и частично проходит сквозь зеркало 2 в виде луча Л1.

Отраженная от зеркала 2 часть излучения распространяется по линии ВОРОВ. Затем излучение вновь частично проходит сквозь зеркало 2 в виде Л2. Процесс обхода излучением зеркал интерферометра повторяется многократно. При освещении интерферометра излучением с широким угловым распределением происходит пространственное спектральное разложение падающего излучения. При этом на поверхности зеркала 2 формируется развертка спектра излучения.

1 ил.

1610250

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке спектральных приборов типа спектрографа с высоким спектральным разрешением, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения пространственного спектрального разложения излучения.

На чертеже приведена схема многолучевого интерферометра.

Многолучевой интерферометр содер>кит два светоделительных элемента, каждый из которых выполнен в виде вогнутого сферического полупрозрачного зеркала, Центр С кривизны зеркала 1 лежит на поверхности другого зеркала, выполненного рассеченным на два зеркала 2 и 3, оба зеркала 2 и 3 взаимно развернуты таким образом, что центры Cz и Сэ их кривизны не совпадают и лежат на поверхности зеркала

1.

Интерфераметр работает следующим образом, Луч Л, падающий на зеркало 1 интерферометра, распространяется по прямой АВ и частично проходит сквозь зеркало 2 в виде луча Л . Отраженная от зеркала 2 часть излучения распространяется по линии

BDFGB, Этот путь замкнут, поскольку каждое из зеркал 1-3 отражает падающий на него луч таким образом, что пересечения падающего и отраженного лучей с противоположным светоделительным элементом симметричны относительно центра кривизны отражающего зеркала, После прохождения пути BDFGB излучение вновь частично проходит сквозь зеркало 2 в виде луча Л .

Процесс обхода излучением зеркал интерферометра повторяется многократно, причем при последующих обходах точка, соответствующая точке G, каждый раз смещается на зеркале 1 на величину 2 Л, где Лрасстояние между центрами кривизны Cg u

Сэ зеркал 2 и 3. Таким образом, полное число N лучей, интерферирующих в точке 8, ограничено величиной

N = —, (1)

2 Л где 0 — поперечный разрез зеркала 1.

Разность хода S интерферирующих лучей Л, Л, а также последующих лучей, попадающих в точку В, равна с точностью до сферических аберраций

S = 4р + 2 Л Р/р, (2) гдер — радиус кривизны зеркал;

P — расстояние от точки В до оси интерферометра, т.е. расстояние ВС .

В выражении (2) первый член суммы соответствует разности хода в интерферометре со сферическими зеркалами. Это член не зависит от направления и положения пада5 ющего на интерферометр луча. Второй член суммы зависит от параметра Р, который определяет точку пересечения падающего на интерферометр луча с зеркалом 2. Выделяемая интерферометром длина волны Л on10 ределяется согласно (2) условием

M A = 4 р + 2 Л Р/Р . (3)

i àêèì образом, выделяемая интерферометром длина волны зависит от параметра Р, характеризующего направление и

15 положение падающего излучения, и при освещении интерферометра излучением с широким угловым распределением происходит пространственное спектральное разложение падающего излучения. При этом на поверхно20 сти зеркала 2 формируется развертка спектра излучения.

Разрешающая сила R, получаемая при пространственном спектральном разложении излучения с помощью интерферометра, 25 определяется выражением

R =NM, (4) где N — число интерферирующих лучей, ограниченное поперечным размером светоделительных элементов;

30 M — порядок интерференции.

Считая, что получаемый спектр охватывает один порядок интерференции, найдем величину М через значение А =i4 отвечающее P =О:

35 М = 4р/Я (5) где 4, — длина волны излучения, выделяемая интерферометром в осевом направлении.

При значении P =D/2 порядок интерфе40 ренции изменяется по сравнению с Р = О на единицу, Отсюда и из (3) вытекает, что

Л =Ap/D.

Соответственно, ограниченное поперечными размерами светоделительных эле45 ментов значение и равно

D 2

N (6) г)р

Окончательно из (4) — (6) получим значеННе разрешающей cNRbl

2 О

R . (7) 2

Кроме того, следует учитывать ограничение размера D светоделительного элемента, связанное с требованием малости сферических аберраций. Считая. что аберрации не должны создавать при одном обходе зеркал интерферометра дополнительную

1610250

Составитель М.Минин

Техред М.Моргентал Корректор С.Шекмар

Редактор А.Огар

Заказ 3728 Тираж 489 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 разность хода, большую длины волны излу- 10 чения, получим

0 < 16 Яо р . (8)

Таким образом, предлагаемый интерферометр позволяет получить пространственное спектральное разложение с разрешающей силой, определяемой по (7), при выполнении условия (8).

Формула изобретения

Многолучевой интерферометр. содержащий два светоделительных элемента, которые выполнены в виде вогнутых сферических полупрозрачных зеркал, установленных одно относительно другого таким образом, что центр кривизны каждого зеркала лежит на поверхности.противоположного зеркала, отличающийся тем. что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения пространственного спектрального разложения излучения, одно из зеркал выполнено рассеченным плоскостью, проходящей через ось интерферометра, на две равные части и обе части зеркала взаимно развернуты таким образом, что центры их кривизны не совпадают,