Фокально-монохроматор для ультрафиолетовой части спектра

 

СССР е1Цо 5 Яф

Класс 42h, 20„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 i и

Зарегистрировано в Бюро изобретений Г зсилацйарфК фС СС(Р т: ""!г

LsI 7/1; э I

А. С. Топорец

Фокаль-монохроматор для ультрафиолетовой части спектра.

Заявлеяю 27 апреля 1938 года в НКБ за № 4484.

Опубликован о 31 яяявря !94) года.

Во многих случаях практики возникает необходимость иметь мо|нохроматический источник света большой яркости. Обычно монохроматоры позволяют вырезать сравнительно узкие спектральные участки, но, вследствле больших потерь, происшедших в приборе, яркость таких пучков бывает недостаточлой, применение же фильтро в не всегда возможно. Так, для ультрафиолетовой области не существует сколько-нибудь удо влетворительных фильтров. Известные в лабораторной практике подобные фильтры, во-,первых, вырезают слишком широкие спектральные участки, во-вторых, нередко имеют полосу пропускания и в видимой части спектра.

В качестве своеобразного фильтра может быть использована простая линза Если на такую линзу падает пара.члельный пучок, то, вследствие хроматической аберрации, изображение источника света в лучах различных длин волн будет получаться на разных расстояниях от линзы. Таким образом, передвигая rro оптической оси экран с отверстием, можно выпускать из отверстия разные спектральные участки.

При этом для исключения центральлой части пучка середина линзы закрывается круглым экраном. Применение таких фокальных монохроматоров известно давно, но, несмотря на свою кажущуюся просч оту, они не получили широкого распространения. Причины этого следующие. У наиболее распространенных линз — стеклянных и кварцевых, вследствие малой дисперсии, фокусная разность настолько незначительна, что выделение достаточно узких спектральных участков становится практически невозможным.

При этом весьма существенным препятстг ием является и сферическая

ar;eppau,èÿ. Псоледняя сказывается в том, что изображение точечного источника получае1ся не в виде точки, а в виде оолее или менее размытого кружка. Поэтому на отверстие в экране, кроме пу 1ка данной длины волны, всегда будет падать еще некоторый более или менее широкий интервал других длин воЛн.

В самое последнее:время для изготовления оптических систем стали применяться кристаллы щелочно-галоидных солей. Большинство этих веществ, будучи .прозрачными в сравни. тельно далеком ультрафиолете, обладают большой дисперсией. В связи с этим проблема фокального монохроматора приобретает практический интерес. Расчеты .показывают, что линза, изготовленная, например, из . аС1 для одного и того же интервала длин

О в. редактор П. В. Никитин

Тип. „Cos. печ.". М 48523. Зак. № 1525 — 450

Бена 3> коп

Госплаииздат волн дает фокусную разность в несколько раз ббл1ьшую, чем такая же кварцевая лииза. Устранение сферической аберрации в этом случае может быть достигнуто так же, как это делается .в сложных линзах. Правда, для фокального монохроматора приходится решать задачу несколько необычного характера: исправление личзы на сферическую аберрацию не должно повлечь за собой уменьшения ее хроматизма. Условие это хорошо выполняется при следующей комбинации линз: диспер .гирующая линза из МаС! (или КС1) и коррегирующая из 1 1, что и составляет сущность,предлагаемого изобретения.

Пусть имеется линза, исправленная на сферическую аберрацию. На линзу падает параллельный пучок белого света. Параксиальные лучи пучка исключаются поставленным около линзы экраном и через линзу проходит только та часть пучка, которая ограничена с одной стороны экраном, с другой — краем линзы. После прохо>кдения через линзу пучок разлагается, и фокусы отдельных монохроматических лучей будут расположены на некотором отрезке прямой. Если перпендикулярно к оптической оси,поставить экран с отверстием, то, в зависимости от величины и положения отверстия, из него можно выпускать пучки различного спектрального состава.

Подсчет показывае|т, что для области 190 — 300 mp шири на спектральных интервалов заключена в .пределах

3,7 — 33 п11. Применением д вух линз можно добиться еще большего сокращения Ь>., так как при этом хроматическая аберрация может быть увеличена вдвое. Вместе с тем введение второй линзы дает возможность улучшить конструкцию в смысле удобства эксплоатации.

Принципиальная схема прибора изображена на чертеже. Линзы L, и 1 могут одновременно перемещаться друг относительно друга вдоль оптической оси. При этом в каждом отдельном случае расстояния линзы L от вход ного отверстия и линзы 1, от выходного — одинако|вы. Вследствие этого, для длины волны, выходящей из прибора, соблюдается минимум отклон ения, для всех же соседних длин волн, как это нетрудно представить, угловая дисперсия будет увеличена по сравнению с одной линзой и, тем самым, ширина интервала Ь>. будет уменьшена.

Установка прибора на определенную длину волны производится простым перемещением линз в направлениях, показанных на чертеже стрелками.

Ширина Ь>, определяется кроме дисперсии величиной отверстия (а) и величиной экрана (Iа). Предельно мало" о тверстие может быть диаметром не меньше 0,5 мм.

В этом случае 4i,ù, 21 mð. Следо13ательно, при заданной светосиле

1 прибора эта величина является практическим пределом для 4I B длинноволновом, конце спектра. С увеличением отверстия увеличивается Ь1. и, в случае необходимости, из прибора можно выпускать весь ультрафиолет и совершенно исключить свет видимый. Подсчеты показывают, что при этом отверст ие должно быть около 6 мм диаметром.

Предмет изобретения.

Фокаль„монохроматор для ультрафиолетовой части спектра, о т л и ч а юшийся применением комбинации дис. пергирующей линзы из . аС1 или КСI) и коррегирующей из Lii .