Оптические спектральные приборы - Скоков И.В.
Скачать (прямая ссылка):
Изменение интенсивности света ступенчатым ослабителем происходит по закону I = /0.10~°, где D — оптическая плотность или коэффициент ослабления. Для полностью прозрачной ступеньки D = 2,0; диапазон изменения коэффициента ослабления составляет 2,0—0,5.
б. МОДУЛЯТОРЫ ИЗЛУЧЕНИЯ
В спектральных приборах с фотоэлектрической регистрацией спектра часто используют модуляторы — устройства для преобразования постоянных световых потоков в переменные. В большинстве спектральных приборов и установок роль модулятора принципиально не отличается от роли модуляторов, используемых в оптико-электронных приборах других типов.
84
Рис. 58. Селективный модулятор
Путем модуляции обеспечивается преобразование сигнала, поступающего на вход усилителя, в переменный, что дает возможность использовать усилители переменного тока, которые в силу своей стабильности, возможности простого управления параметрами схемы и ряда других факторов более предпочтительны как элементы электронных регистрирующих схем по сравнению с усилителями постоянного тока. |
В спектральных приборах используются модуляторы как с внутренней, так и с внешней модуляцией. В первом случае модулируется излучение источника света, во втором, более распространенном, модуляция осуществляется на пути света между источником и приемником. Для этих целей широмо используются механические модуляторы в виде дисков или двигателей. Этот тип модуляции носит название неселективной модуляции.
Модуляторы в виде зеркальных механических дисков с прорезями широко используются в двухлучевых осветительных системах спектрофотометров для попеременного направления световых потоков в каналы с исследуемым и эталонным образцами.
В инфракрасных спектрометрах для устранения рассеянного света применяются селективные модуляторы, представляющие собой диск, часть поверхности которого (рис. 58) изготовлена из материала, прозрачного для коротковолнового излучения. При вращении диска модулируется не все излучение, а только та его часть, для которой материал модулятора непрозрачен. Коротковолновое излучение, пропускаемое материалом диска почти не модулируется и не участвует в образовании полезного модулированного сигнала. Таким образом,' селективный модулятор является хорошим фильтром, отсекающим коротковолновое излучение.
6. СВЕТОДЕЛИТЕЛИ
В спектральных приборах с интерференционной частотой селективной модуляцией (Фурье-спектрометрах) одним из важных оптиче- . ских элементов являются светоделители, т. е. устройства для разделения и соединения интерферирующих пучков. Поскольку в Фурье-спектрометрах в качестве селективного модулятора используются двухлучевые интерферометры, то от параметров светоделителя в существенной мере зависит характер распределения интенсивности в интерференционных полосах, в частности симметричность интер-ферограммы относительно нулевой разности хода.
Свойства светоделителя (амплитудные, фазовые, поляризационные) оказывают влияние на характеристики интерферометра в целом, которые в свою очередь определяются обратимостью (необратимостью) светоделителя.
Обратимым считается светоделитель, свойства которого не зависят от направления падающего на него светового потока. Обрати-
85
Рис, 59. Светоделители: о—г — обратимые; д — необратимый
мость достигается в тех случаях, когда характеристики сред по обе стороны от разделительного слоя идентичны. К обратимым светоделителям относятся пленки (рис. 59, а, б), светоделительный кубик (рис. 59, в) и светоделитель в виде пластинки с наклеенными на обеих сторонах (симметрично относительно оси пластинки) пленками (рис. 59, г). Необратимый светоделитель показан иа рис. 59, д.
По амплитудным характеристикам наиболее совершенным считается светоделитель, у которого коэффициент отражения р равен коэффициенту пропускания т, при этом величина 4рт называется эффективностью светоделителя. Для идеального светоделителя 4рт->1. Важной характеристикой светоделителя является спектральная область, в которой он достигает наибольшей эффективности.
Таблица 9
Контрастность интерференционных полос в направлении
Тин светоделителя на прнемннк к источнику
Обратимый: рис. 59, а—в 1 п 2рт р2 + т2
рис. 59, г с 2 Vpp' т + т' 2f>Vw‘ т2 4- рр'
Необратимый, рис. 59, д с 2 V рр' р '4* рг ~~ ’ p^'Hhji'Pr
Ряд конструкций светоделителей позволяет разнести точки деления и соединения световых пучков и осуществить два выхода пучков: в направлении на источник и приемник. Контрастность интерференционных полос на двух выходах при этом различна, что обусловлено неравенствами р Ф т, р Ф р', т Ф %', где р и т, р' и V — коэффициенты отражения и пропускания светоделителя для света, идущего со стороны приемника и от концевых отражателей интерферометра. Значения контрастности С интерференционных полос для светоделителей, изображенных на рис. 59, приведены в табл. 9.
Расчеты показывают, что контрастность интерференционных полос для всех светоделителей в направлении на приемник на 5—10 % выше, чем их контрастность в направлении на источник.
7. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
