Двойной монохроматор с нулевой дисперсией MZDD350i
Спектральные приборы служат как для получения излучения заданного спектрального состава, так и для исследования спектрального состава света, испускаемого веществом. Основным ограничением возможности исследования спектрального состава слабого свечения является уровень рассеянного света прибора. Рассеянный свет, главным образом, обусловлен качеством оптических элементов: зеркал и решетки. Кроме того, рассеянный свет образуется при отражении спектра от входной щели, детектора, других элементов конструкции. Рассеянный свет минимизируют применением перегородок, поглощающих свет, установкой детектора наклонно, использованием голографических решеток.
Длиннофокусные спектральные приборы характеризуются меньшим рассеянным светом. Монохроматоры имеют меньший рассеянный свет по сравнению со спектрографами, потому что последние используются без выходной щели. Двойной монохроматор является лучшим выбором, когда величина рассеянного света очень важна при проведении исследований. С помощью двойного монохроматора достигается максимально полное подавление рассеянного света.
MZDD350i — это двойной монохроматор с нулевой дисперсией, представляющий собой два монохроматора изображения MS3504i, объединенных в одну конструкцию, причем выходная щель первого монохроматора является входной щелью второго. Прибор полностью автоматизирован. Набор из четырех решеток и плавно регулируемые щели позволяют работать в широком спектральном диапазоне с необходимой полосой пропускания.
Нулевая дисперсия достигается точным соответствием хода лучей через первую половину прибора обратному ходу лучей через его вторую половину. Оптические характеристики монохроматора с нулевой дисперсией определяются размерами входной и промежуточной (средней) щелей и аберрациями первой половины двойного монохроматора. Выходная щель выбирается такой, чтобы не виньетировать изображение входной щели. В отсутствие аберраций выходная щель была бы равна входной. В качестве примера в Таблице 1 приведены расчетные данные размеров выходной щели в зависимости от размеров входной и промежуточной щелей для MZDD350i (решетка 1200 G/mm, длина волны 546 nm).
В одинарном монохроматоре на выходе свет представляет собой участок спектра. В отличие от одинарного монохроматора для двойного монохроматора с нулевой дисперсией свет на выходе однороден, дисперсия не меняется. Данное важное свойство, наряду со способностью максимально полного подавления рассеянного света, определяют область применения MZDD350i.
Таблица 1: размер выходной щели
| Входная щель, мм | Средняя щель, мм | Выходная щель, мм |
|---|---|---|
| 0,025 | 2 | 0,031 |
| 0,5 | 2 | 0,52 |
| 1 | 2 | 1,05 |
| 1 | 1 | 1,04 |
Применение MZDD350i
Достоинства MZDD350i
Методические материалы СОЛ инструментс:
Оптическая схема и конструкция прибора MZDD350i
Оптическая схема автоматизированного двойного монохроматора с вычитанием дисперсии на базе MS3504i приведена на Рис.1.
Оптические компоненты 1-6 и 14 относятся к первому монохроматору, оптические элементы 8-12 относятся ко второму монохроматору. Спектральная щель 7 является выходной щелью первого монохроматора и одновременно входной щелью второго. Эта щель называется промежуточной.
Опционально первый монохроматор может поставляться с выходным автоматизированным зеркалом 6. При этом, дополнительно, может использоваться прямой выходной порт первого монохроматора. В этом случае первый монохроматор будет работать в режиме imaging спектрографа.
Рис.1. Оптическая схема MZDD350i
1 – входная щель
2 – входное поворотное зеркало
3 – коллиматорное зеркало
4 – дифракционная решетка
5 – камерное зеркало
6 – автомат. поворот. зеркало
7 – промежуточная щель
8 – автомат. поворот. зеркало
9 – коллиматорное зеркало
10 – дифракционная решетка
11 – камерное зеркало
12 – выходное поворот. зеркало
13 – выходная щель
14 – световой затвор