Оптические спектральные приборы - Скоков И.В.
Скачать (прямая ссылка):
Ниже приведены значения длин воли, соответствующие максимумам селективного отражения от кристаллов [3, 6]:
Кристалл . . ^тах> мкм Кристалл . .
^шах> мкм
MgO LiF NaF
21 26 34
KJ CaBr2 T1C1
92 122 130
CaFa
34
CaJ
145
BaFa NaCl KCI KBr
45 65 65 79
KRS-6 KPS-5 TIBr
155 170 170
Интерференционные фильтры. Работа фильтров этого типа основана иа принципе многолучевой интерференции и представляет собой интерферометр Фабри — Перо с малым расстоянием между зеркаль- • ными слоями (рис. 53). На стеклянную или кварцевую подложку / За нанесен полупрозрачный зеркальный слой 2. Далее наносится про-;:У1 зрачный слой 3 из диэлектрика с оптической толщиной tit — (2т +-;|| + 1) W2, где т — целое число. Затем наносится зеркальный слой 4.Щ Для защиты поверхности от внешних воздействий фильтр закры- i;|| вается стеклом 5. Многократно отражаясь от поверхностей зеркал и интерферируя между собой, лучи образуют интерференционную картину, отображающую в проходящем свете распределение интенсивности с резкими полосами пропускания. 1
С помощью интерференционных светофильтров можно выделить узкие участки спектра (до десятых долей нанометра). При ширине полосы пропускания 1,5—2 нм интерференционные фильтры обла-; || дают большим коэффициентом пропускания, чем абсорбционные;;! Недостаток фильтров этого типа состоит в том, что они имеют значи*§| тельный фон вне полос пропускания, а положениеэтих полос зависй1||| от угла падения света на фильтр.
Селективная способность интерференционных фильтров суще- '.'Н ственно повышается при комбинировании двух последовательно установленных фильтров, хотя при этом возрастают световые потери;
Интерференционно-поляризационные фильтры. В основе рабЩ| этих фильтров лежит явление интерференщииншойяризованнш^ луч®Й1!Ш1
Фильтр состоит из двух поляризаторов, между которыми размещена пластинка одноосного кристалла. При этом оси поляризаторов обычно устанавливаются взаимно параллельно, а ось кристаллической пластинки составляет с ними угол 45°. Коэффициент пропускания фильтра, определяемый разностью хода обыкновенного и необыкновенного лучей, распространяющихся в кристалле с разной скоростью,
где пе и п9 — соответственно показатели преломления для необыкновенного и обыкновенного лучей.
" Спектральная характеристика интерференционно-поляризационного фильтра содержит ряд максимумов (т = 1) при
^гаах 1 'k) I (tte ' li о)
и минимумов (т = 0) при
2
^min ==:: 2k ^е "
где k — целое число. Следовательно, такой фильтр, по существу, пропускает отдельные линии и гасит остальные. Наиболее эффективное применение фильтра — выделение одной из двух близко расположенных линий.
Интерференционно-поляризационные фильтры могут быть скомбинированы таким образом, что выходной поляризатор первого фильтра служит входным поляризатором второго и т. д. В этом случае фильтр становится монохроматическим, и полоса его пропускания может быть сужена до сотых долей нанометра, при этом пропускание в максимуме достигает порядка 50 %.
Дисперсионные фильтры. В основе работы фильтров лежит явление дисперсии — зависимости показателя преломления от длины волны. Фильтр представляет собой кювету с порошком из прозрачного материала, куда заливается жидкость, показатель преломления пг которой для определенной длины волны Х0 равен показателю преломления п2 порошка. При этом кювета однородна для лучей с длиной волны К0, но рассеивает излучение других длин волн. Чем больше спектральные линии удалены от Я0, тем сильнее различаются показатели преломления пх и п.3 и тем меньше пропускание. Для сужения полосы пропускания фильтра порошок (из кварца, флюорита, кварцевого стекла и др.) размельчается. Подбор длины волны максимума пропускания осуществляется изменением показателя преломления жидкости (это достигается сменой таких жидкостей, как бензол + спирт, бензин -f сероуглерод, глицерин + вода и др.), а также изменением температуры. Коэффициенты пропускания дисперсионных фильтров достигают 80 %, ширина полосы пропускания составляет 2—10 нм.
Следует отметить, что высокая температурная чувствительность дисперсионных фильтров приводит к необходимости их термостати-рования, что ограничивает область их применения.
81
Кроме описанных выше светофильтров для задач фильтрации излучения используется ряд устройств, основанных на отражении излучения от матированных зеркал и дифракционных решеток, а также на использовании нарушенного полного внутреннего отражения, хроматической аберрации и др. {3}.
В спектрофотометрах для сравнения световых потоков от исследуемого и эталонного образцов применяются приспособления, с помощью которых возможно закономерным образом непрерывно изменять световой поток, хотя бы в одном из каналов. Такие приспособления называются светоослабляющими. Онн разнообразны как по принципу действия, так и по конструктивному оформлению, при этом особое практическое значение имеют те из них, которые не изменяют спектрального состава излучения, т. е. являются нейтральными, или серыми. Светоослабляющие устройства должны быть проградуированы, так как только при этом условии можно количественно оценить, во сколько раз интенсивнее или слабее один из сравниваемых световых потоков.
