Оптические схемы дифракционных монохроматоров

Оптическая система (схемы)

Монохроматоры –служат для выделения узкого участка спектра.

Основные детали: щели.линзы,зеркала и диспрегирующие элементы: дифракционные решетки, призмы.

Треугольная призма L=60⁰

1-красная зона

2-инфокрасная

3-синя

4-ультрафиолетовая

Литтровая призма L=30⁰

Призма Харню L₁=L₂= 30⁰

Призма Резерфорда Броунинга L₁= расчетная величина L₂=100⁰

При выходе из призмы происходит усление сигнала.

Дифракционная решетка – пластина с нанесенными штрихами ( количество их 300-3600 шт/мм)

Рис

К- целочисленное значение, которое определяет порядок спектра

D – расстояние между соседними штрихами

Оптические схемы дифракционных монохроматоров

Схема Литтрова

1- Щель регулированной ширины

2- Вогнутый зеркальный коллиматор

3- Дифр.решетка

4- Зеркальный обьектив

5- Фотоумножитель

Схема Черни-Тернера

1- Щель регулированной ширины

2- Вогнутый зеркальный коллиматор

3- Дифр.решетка

4- Зеркальный обьектив

5- Входная щель перед фотоумн.

6- Фотоумножитель

Ширина щели влияет на полуширину выделяемой спектральной полосы. Может вальироваться 0,2-2 нм.

(Оптические) характеристики диспергирующих элементов

1. Спектральный диапазон-область прозрачности материалов призм. Стекло работает в области 350-2500 нм., кварцевая призма 200-30000 нм. В дифракцонных реш. Спектральный диапазон зависит от кол-ва нанесенных штрихов. В коротковолновой области штрихов должно быть больше. Для ИК-области 300-50 шт/мм; Видимая – 1200-600 шт/мм; УФ- 3600-120 шт/мм.

2. Угловая дисперсия – определяется величиной угла, на который разделяется луч света с определенной длинной волны.

Ф-ла

D_L= dL/dλ D_призм=dh/ dλ D_a=k/d sinQ

3.Линейная дисперсия – хар-ет расстояние в спектре между монохромтическими линиями.

Ф-ла

D_l= dl / dλ D_l^-1 = dλ/ dl D_l= f D_L f-фокусное расстояние камерного обьектива

4.Спектральная полоса пропускания- хар-ет величину длин волн выделяемых выходной щелью анализатора при попадании на его входную щель не монохроматического излчения.

Ф-ла

▲λ_s = D_l^{- 1}ω

ω - ширина входной и выходной щели

0,1-5нм – для призмы и решетчатых анализаторов УФ и видимой обл.

0,01 нм – предцезионные анализаторы

5. Разрешающая способность – хар-ет найменшую разность двух волн близких спектральных линий, равной интенсивности, которая позволяет наблюдать их раздельно.

Ф-ла

R= λ/▲λ

λ - средняя длина волны наблюдаемых линий

10³-10⁵- видимая обл.

10²-10³-рентгеновская область

6.Светосила – способность анализатора собирать и пропускать излучения.Зависит от относительного отверствия камерного обьектива.

Ф-ла

R = D_l d / f

d- диаметр обьектива

f-фокусное расстояние

Видимая обл. – 0,04-0,2

Осветительная система фокусирует свет источника излучений на входную щель монохроматора.

Для минимальных потерь необх. чтобы пучок света был найменшим диаметром.

1-1,5 мм в старых приборах 0,4мм

Детекторы – превращает световую энергию в электрическую.

Рис.

Позволяют обеспечить высокую чувств. Во всей области спектра.

Поиск по сайту: