Оптические спектральные приборы - Скоков И.В.
Скачать (прямая ссылка):
В качестве конденсора часто применяется простая кварцевая линза в ультрафиолетовой области или простой ахромат — в видимой области. В ультрафиолетовой области, где не всегда можно применить линзовые ахроматы, часто используется зеркальный конденсор (рис. 32). Преимущество зеркального конденсора — полное отсутствие хроматической аберрации. Расчет расстояний /, и /2, фокусного расстояния и диаметра зеркала аналогичен расчету соответствующих параметров линзового конденсора.
Хороший результат дает сочетание зеркального и линзорого конденсоров, что позволяет почти вдвое увеличить количество света,
Рис. 32. Освещение щели с помйщью зеркального конденсора;
1 — зеркало; 2 ~~ источник излучения; 3 ~~ щель; 3 — объектив коллиматора
--zz^0
Рис. 33. Освещение щели с помощью
зеркального и линзового конденсоров:
] — зеркало; 2 — источник излучения;
3 линзовый конденсор; 4 — иаЬЙ;р||;№$? ние источника в плоскости входной НШМ
№
Рис. 34. Освещение щели при помо- Рис. 35. Освещение щели при помощи трех-щи растрового конденсора линзового конденсора
поступающего в прибор. Для этого (рис. 33) источник света разме- || щают в центре кривизны зеркала. |
Однолинзовый конденсор обладает тем недостатком, что при его 11 использовании разные участки щели освещаются светом от различ- is ных частей источника, и распределение освещенности по высоте jl спектральной линии не отражает распределение яркости источника |! света вдоль направления, вырезаемого щелью. Поскольку на прак- j тике равномерно светящихся источников не бывает, то для ряда |!| фотометрических методов однолинзовый конденсор неприемлем. |1| Растровый конденсор. Для компенсации перемещения изображения | источника при изменении его положения используются растровые || конденсоры. i
Простой растровый конденсор (рис. 34) представляет собой 1 плосковыпуклую линзу 1, на плоской стороне которой разме- :ij| щен растр — совокупность небольших тесно расположенных лииз 2 а с одинаковым фокусным расстоянием. Благодаря этому получается Ц| множество уменьшенных изображений источника. Эти изображения я обычным конденсором 3, расположенным перед щелью 4 спектраль- I ного прибора, проецируются на коллиматорный объектив 5. Если ii! смещения источника при его перемещении сравнимы с размерами са- ]|| мого источника, то эти смещения практически не сказываются на III освещении прибора. Следует отметить, что при использовании рас- а тровых конденсоров происходит потеря светосилы. ЧЦ
Трехлинзовый конденсор; Достаточно однородное освещение щелйг;1 по высоте обеспечивает трехлинзовый конденсор (рис. 35). Первая || лииза 1 фокусирует источник света в главную плоскость линзы ЗРЩ где образуется увеличенное изображение источника. Сменная диаф- ||1 рагма 2, устанановленная вблизи линзы 3, позволяет вырезать из . излучения источника определенный участок. Линза 3 проецирует ! линзу 1 в плоскость линзы 4, расположенной вблизи щели 5. Линза 3 :||| проецирует увеличенное изображение диафрагмы в главную пло-скость объектива коллиматора 6. ||
Для равномерной освещенности щели при полном использовании светосилы прибора необходимо выполнить три условия [9]: во-пер- :|| вых, линза 1 должна быть освещена равномерно, для чего расстояние от этой линзы до источника выбирается достаточно большим, во-вторых, диаметр изображения линзы 1 должен быть больше высоты щели и, в-третьих, минимальный размер изображения диафрагмы, даваемого линзой 4, должен быть не меньше диаметра объектива коллиматора.
62 ¦¦ i, iiiiii — ¦ ::П| : v V i-^ i ,: ¦¦¦: 1 ¦¦ I; j i'f # Iv1 .¦¦¦ .if
4. СПОСОБЫ РАВНОМЕРНОГО ОСВЕЩЕНИЯ ЩЕЛИ И УСТРАНЕНИЕ ВИНЬЕТИРОВАНИЯ
Равномерное освещение щели можно получить как при безлинзовом освещении щели, так и с помощью конденсоров. Выше упоминалось, что трехлинзовый конденсор обеспечивает достаточно хорошую равномерность в изображении спектра. Кроме того, используется освещение щели диффузно отраженным светом (рис. 36), что достигается установкой под углом 30—40° к оптической оси коллиматора диффузного отражателя (листка матовой чертежной бумаги, пластинки неглазурованного фарфора, пластинки, покрытой слоем окиси магния). Если необходимо использовать свет от определенного участка источника, применяют схему (рис. 37) с дополнительными линзой и диафрагмой. Последняя предназначена для выделения нужного участка из изображения источника, образованного в плоскости диафрагмы 3 линзой 2. Внесение в осветительную систему диффузных отражателей приводит к большим световым потерям.
Вместо отражающих экранов иногда применяют рассеиватели в виде шлифованных стеклянных или кварцевых пластинок (рис. 38).
Равномерное освещение щели является необходимым, но не достаточным условием равномерной по высоте освещенности спектральных линий. Причиной этого является виньетирование, т. е. ограничение наклонных пучков диафрагмами в приборе. Следствием виньетирования является уменьшение освещенности концов спектральных линий по сравнению с их центральной частью даже в случае равномерной освещенности щели.
Наклонные пучки, идущие от краев щели 1 (рис. 39, а), могут быть частично ограничены оправой объектива коллиматора 2 или оправой диспергирующего эле-
