Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Скоков И.В. -> "Оптические спектральные приборы" -> 83

Оптические спектральные приборы - Скоков И.В.

Скоков И.В. Оптические спектральные приборы — М.: Машиностроение, 1984. — 240 c.
Скачать (прямая ссылка): opticheskiespektralniepribori1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 77 78 79 80 81 82 < 83 > 84 85 86 87 88 89 .. 94 >> Следующая

Создание лазеров и развитие методов голографии привели к возникновению голограммной спектроскопии [28].
Голография — это способ записи и восстановления волновых фронтов, основанный на регистрации распределения интенсивности в интерференционной картине» образованной предметной волной и когерентной с ней опорной волной. Зарегистрированная интерференционная картина, называемая голограммой, затем восстанавливается, т. е. происходит процесс расшифровки интерферограммы, заключающийся в ее Фурье-преобразовании.
При освещении фотопластинки излучением сложного спектрального состава зарегистрированная голограмма будет представлять собой совокупность интерференционных картин, при этом каждая из монохроматических составляющих излучения будет образовывать свою собственную картину. Другими словами, голограмму можно рассматривать как набор прозрачных дифракционных решеток с синусоидальным распределением освещенности.
При освещении голограммы монохроматическим светом каждая из решеток отклоняет излучение на свой угол, поэтому в фокальной плоскости объектива, установленного за голограммой, изображения спектральных линий монохроматического пучка будут в различных порядках.
При освещении голограмм излучением сложного состава, т. е. суммой монохроматических потоков, голограмму можно рассматривать как наложение действующих независимо друг от друга решеток с различными пространственными частотами v* = lldk> где dx постоянная решетки (интерферограммы), при этом
1/4 = v* = (sin ф + sin^)/X,
где <р и — соответственно углы падения обоих интерферирующих пучков.
В частном случае при <р — 0 = sin^/X, т. е. решетки с мень-
шей пространственной частотой дают излучение больших длин воли.
При т = 1 (первый порядок спектра) угол дифракции будет определяться из соотношения
_ о А0 (sin ф — cos -ф)
Sin Р — ? ,
где К — длина волны монохроматического излучения, восстанавливающего голограмму. При нормальном падении sin р = (kQ/X) sinij?.
Таким образом, работа голограммного спектрального лрибо]ра состоит из двух этапов. На первом этапе проводится фотографировав
210
Рис. 158, Схема программного спектрального прибора с фотографическим восстановлением спектра
ние модулируемого в пространстве исследуемого излучения, а на втором —
Фурье-преобразование полученной интерферограммьг. Из сказанного следует, что рассмотренный принцип построения голограммных приборов имеет много общего с принципом Фурье-спектроскопии. Наиболее существенным различием является то, что в голограммных приборах имеет место оптическое восстановление спектра по интерферограмме. Причем восстановление интерферограммы можно осуществить как фотографическим, так и фотоэлектрическим способом.
Фотографическая регистрация. Схема с фотографической регистрацией спектра показана на рис, 158. Отличие голограммного спектрографа от обычного (т. е. призменного или дифракционного) заключается лишь в том, что вместо диспергирующего элемента в нем установлена голограмма, освещаемая лазерным пучком с длиной волны излучения Свет от гелий-неонового лазера 1 через расширяющую пучок телескопическую систему 2—3 направляется на голограмму 4, а объектив 5 изображает иа фотопластинке 6 спектрограмму.
Отличие голограммы от обычной спектрограммы заключается в том, что все ее спектральные линии имеют один цвет, соответствующий длине волны А0 монохроматического пучка.
Разрешающая способность голограммного спектрографа невелика (до нескольких сотен нанометров [3]), что обусловлено трудностью записи на интерферограмме большого числа спектральных линий, поскольку это требует использования интерферометров с большими изменения разности хода в пределах ограниченного углового поля. Кроме того, для регистрации интерферограмм с большой пространственной частотой vA необходимы фотоматериалы с высокой разрешающей способностью.
Фотоэлектрическая регистрация. Схема прибора с фотоэлектрической регистрацией спектра показана на рис. 159. Здесь оптический 1 метод используется только на этапе Фурье-преобразования. Прибор представляет собой интерферометр Майкельсона, состоящий из источника I, объективов 2 и 13, светоделителя 3, выходной диафрагмы 12, неподвижного 4 и подвижного 5 зеркал интерферометра и приемника 11. Голограмма на фотопластинке 6 с зарегистрированной интерференционной картиной движется синхронно с зеркалом 5 интерферометра. Она освещается вспомогательным источником 10 через оптическую систему 7—9 и щель 8. Щель проецируется на фотопластинку, а яркостью вспомогательного источника 10 управляет сигнал от приемника 11. При такой схеме устраняются трудности, которые возникают при синхронизации движения зеркала и голограммы (см. рис. 158)
8*
211
Рис, 159. Схема голограммного
спектрального прибора с фото-электрическим восстановлением спектра
Достоинством фотоэлектрической регистрации являются также возможность использования источника И с большой яркостью, что снимает ограничения, обусловленные применением фотопластинок с низкой чувствительностью (это характерно для фотоматериалов с высокой разрешающей способностью). Кроме того, размеры зеркал не ограничивают число полос, которые могут быть зарегистрированы (т. е. изменения разности хода), а следовательно, и разрешающая способность, может быть достаточно большой. Таким образом, при использовании схемы с фотоэлектрической регистрацией (восстановлением) спектра устраняются определенные трудности, характерные для описанного выше способа фотографической регистрации (восстановления) спектра [3].
Предыдущая << 1 .. 77 78 79 80 81 82 < 83 > 84 85 86 87 88 89 .. 94 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed