ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Фокусирующая оптика из "Техника и практика спектроскопии" Фокусирующая оптика. Как правило, на диспергирующий элемент падает параллельный пучок света, формируемый коллиматорным объективом. Спектр фокусируется камерным объективом, расположенным после диспергирующего элемента. [c.98] К оптике спектральных приборов предъявляются необычные требования. Хроматическая аберрация для большинства спектрографов и монохроматоров не играет большой роли, так как фокусируются монохроматические изображения щели. К разрешающей способности оптики требования довольно высокие. Желательно, чтобы инструментальный контур фокусирующей оптики был существенно уже инструментального контура, определяемого разрешающей способностью диспергирующего элемента и шириной щели. Иначе говоря, диаметр кружка рассеяния, даваемого оптикой, должен быть менее 0,01 мм, т. е. меньше, чем дают обычные фотографические объективы. [c.98] Расчет и изготовление оптики приборов с относительным отверстием меньше 1/10 не представляет затруднений. Для приборов с относительным отверстием более 1/5 приходится применять многолинзовые объективы, а иногда асферические линзы и зеркала. [c.98] Проверка оптики осуществляется обычными методами (см., например, [4.1]). Проверять нужно всю оптическую систему, так как исправляются суммарные аберрации и камерного и коллиматорного объектива. Каждый из них по отдельности может обладать значительными аберрациями. Систему нужно проверять в пределах угла наклона лучей, которому соответствует угловая ширина исследуемой области спектра (для монохроматоров — только в пределах угловой высоты щели). Для спектральных приборов с небольшим относительным отверстием условие достаточно малых аберраций оптики обычно удовлетворяется довольно легко. Наблюдаемые иногда недостатки оптики относятся не к ее расчету, а к изготовлению данного экземпляра. [c.98] Так как сейчас спектроскопистам практически не приходится рассчитывать и изготовлять оптику спектральных приборов, то все относящиеся сюда вопросы здесь не излагаются. Желающие с ними ознакомиться могут обратиться к литературе [4.2, 4.3, 4, 7 и 1.4]. При необходимости собрать спектральный прибор с относительным отверстием меньше 1 15 можно воспользоваться простыми менисковыми линзами с отношением радиусов кривизны 1 6. Этому отношению соответствует минимум сферической аберрации. Мениски должны располагаться выпуклой стороной к диспергирующему элементу (рис. 4.3). При отсутствии подходящих менисков можно применять соответственно расположенные плоско-выпуклые линзы. Для приборов с большим относительным отверстием годятся хорошие фотографические объективы соответствующих размеров. [c.98] Во всех случаях следует считаться с тем, что приборы, собранные из случайной оптики, будут обладать меньшей разрешающей способностью, чем приборы, выполненные по специальному расчету. Однако для некоторых исследований дешевые самодельные приборы могут оказаться эффективными. В первую очередь это относится к монохроматорам. [c.98] Оптика приборов, предназначенных для видимой области спектра, изготовляется из стекла. В ультрафиолетовой области основным материалом для изготовления линз служит кристаллический кварц. Чтобы уменьшить влияние двойного лучепреломления, линза вырезается из монокристалла кварца перпендикулярно его оптической оси. [c.99] В связи с малой толщиной линзы поглош,ение кварца здесь играет меньшую роль, чем при изготовлении призмы. Иногда изготовляют ахроматические, обычно кварц-флюоритовые объективы. Были также опыты по применению пары кварц — фтористый литий. [c.99] В некоторых типах приборов для уменьшения сферической и других аберраций кварцевые объективы состоят из двух линз. Изготовляют также линзы с асферической поверхностью. [c.99] Наряду с линзовой оптикой в спектральном приборостроении применяются зеркала. Наиболее часто употребляют сферические зеркала с отражающим слоем из алюминия. Алюминиевые слои специальной обработкой защищают от атмосферных воздействий. Однако при работе с зеркалами надо соблюдать большую осторожность, чтобы не повредить нежной поверхности отражающего слоя. [c.99] идущий к зеркалу, не должен экранироваться диспергирующим элементом, поэтому всегда приходится использовать пучки, составляющие значительный угол наклона с оптической осью зеркала. Кроме того, приходится располагать диспергирующий элемент довольно далеко от зеркала (рис. 4.4). Зеркала обычно дают больше рассеянного света, чем линзы. [c.99] Взаимное расположение объектива коллиматора п диспергирующего элемента а) выгодно, б) невыгодно Л — объектив, С — диспергирующий элемент. [c.100] В последнее время зеркальная оптика находит все более широкое применение, особенно для светосильных монохроматоров. При больших относительных отверстиях сферические зеркала, иногда заменяют внеосевыми параболическими, обеспечивающими лучшее качество изображения. [c.100] Диаметры объективов коллиматора и камеры определяются размерами диспергирующего элемента. Для полного его использования проекция диспергирующего элемента на плоскость коллиматорного объектива должна в него вписываться (рис. 4.5, а). Невыгодно вписывать в эту проекцию объек-тив, так как стоимость изготовления большого диспергирующего элемента выше, чем стоимость соответственно увеличенного объектива. Поэтому выгоднее использовать всю площадь призмы или решетки, чем всю площадь объектива. Кроме того, при расположении, показанном на рис. 4.5, б, происходит некоторое уменьшение теоретической разрешающей силы вследствие уменьшения поперечного сечения верхней и нижней части пучка. [c.100] У спектрографов камерный объектив всегда должен быть больше коллиматорного. [c.100] Это связано с тем, что камерный объектив отстоит от диспергирующего элемента на некотором расстоянии а и не должен виньетировать (обрезать) наклонные пучки лучей (рис. 4.6). Чем больше расстояние а, угловая дисперсия и исследуемая область спектра, тем больше должен быть камерный объектив. В ряде приборов виньетирование крайних участков спектра все же очень значительно. У монохроматоров диаметры обоих объективов должны быть одинаковыми. [c.100] Вернуться к основной статье