DE2055026A1 - Monochromator - Google Patents
MonochromatorInfo
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J3/18—Generating the spectrum; Monochromators using diffraction elements, e.g. grating
- G01J3/1838—Holographic gratings
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Description
12 422 H/r
Dl· Erfindung betrifft spektroskopisch· Gerät· und im besonderen
Gitter-Monochromatoren, in welchen diskrete Wellenlängen oder schaimle Wellenlängenbereiche mit Hilfe der
Beugungewirkung des Gitter· bezüglich der Wellenlängenko*-
ponenten de· auf da· Gitter einfallenden Lichte· ausgesondert
werden«
Das den Gitter-Monochromatoren von Haus aus innewohnende
hohe Auflösungsvermögen ist den Spektroskopikem bekannt}
bekannt ist auch, daß sich die Leistung bsw. der Wirkungsgrad derartiger Instrumente erhöhen IKOt, wenn sie so konstruiert
werden, daß Lichtverluete infolge von Beugung In
ungewttnsohte BeugungeOrdnungen soweit wie möglich verringert
werden. Dies läßt sich durch Verwendung eines Glansgitter·
("blasad grating") erreichen, das die Eigenschaft besitzt, daß es da· gebeugte Licht in eine bestimmte vorgegebene
Ordnung konzentriert. Da der Wirkungegrad Jewell· gegeben ist al· die Lichtintensität in einer vorgegebenen
BeugungeOrdnung als Bruohteil der gesamten auf das Gitter
einfallenden Lichtintensität, so ist ohne weiteres ersichtlich, daß sioh der Wirkungsgrad durch die Verwendung
von GlanMgittem optimalisieren läßt, vorausgesetzt natür-
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lieh, daß die Eintritts- und die Austritts-Apertur genügend
groß sind, um die durchgehenden StrahlbUndel aufnehmen zu können, und daß weiterhin nach herkömmlichen Verfahren dafür
gesorgt ist, daß die Verluste infolge von Streuung und Reflexion an den Grenzflächen zwischen den optischen Elementen
und Luft so klein wie möglich sind. Dem-gemäß hat man in der Vergangenheit bereits Hochleistungs-Monochroinatoren
geschaffen in Form von Instrumenten, die beim Glanzwinkel arbeiten, unabhängig von der jeweiligen avs dem einfallenden
Lichtbündel für den Durchtritt zur Ausgänge-Apertur
ausgewählten Wellenlänge.
Neben der Erzielung eines hohen Wirkungsgrades ist es häufig erforderlich oder zumindest in vielen Anwendungsfällen
erwünscht, zu gewährleisten, daß die Eigenschaften des Austrittsetrahlenbündels
für jede zum Durchtritt durch die Austritts-Apertur auegewählte Wellenlänge konstant- bleiben*
Diese Forderung nach konstanter Richtung, Lage und Weite
(öffnung) des Ausganßsbüiidels unabhängig von der Wellenlänge
ist mit Monochromatoren nach dem Stande der Technik
bereits erfüllt worden, jedoch nur um den Preis eines sehr komplizierten Aufbaues der Apparatur cder einer Einbuße an
Wirkungsgrad.
Im besonderen sind bei den bekannten Monochromatorα zwei
Schwierigkelten aufgetreten, die für die vorliegende Erfindung von besonderer Bedeutung si ad,. Zum einen war es
nicht in einfacher Weise möglich, die&e bekannten Monochromator
en so einzustellen, daß eis einen beliebigan kleinen
Bereich von Auegangswellen aus dem großen Welle ilängenbereich
des einfallenden LichtbUndels auszusondern /ermögen
und dabei gleichzeitig ein konstanter Winkel zwischen
.A 10982 WUI 2 bad original
Eingangs- und AuegangsbUndel aufrechterhalten bleibt. Zum
anderen war, bei Verwendung nur eines einsigen Gitter«,
der Betrieb derartiger Monochromatoren in dem fUr die Erzielung
eines hohen Wirkungsgrades vorteilhaften "Glanz11-Zustand
für mehr als eine einzige Ausgangswollenlänge sehr eingeschränkt«
Die Erfindung betrifft somit einen Monochromator mit einer Eintritte-Apertur für ein Lichtbündelr einer Austritte-Apertur
für das LichtbUndel, und einem Beugungsgitter zur Beugung des Lichtbündels zwischen Eintritt^- und Austritts-Apertur,
wobei das Gitter um eine zur Strahlengangsebene
des Lichts in den Monochromator senkrechte Achse drehbar ist.
Der Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung eines derartigen Monoehromators zugrunde, der bei einfachem mechanischem
Aufbau und verhältnismäßig geringen Gestehungskosten
frei von den vorstehend erwähnten Nachteilen und Einschränkungen bekannter Monochromatoren ist.
Zu diesem Zweck ist bei einem Monochromator der vorstehend genannten Art gemäß der Erfindung vorgesehen, daß ein um
eine zur Drehachse des Gitters parallele Achse drehbarer Spiegel zur Reflexion des Lichtbündelt? im Strahlengang von
dem Gitter zur Austritts-Apertur vorgesehen ist. Im folgenden werden Aueführungsbeispiele von Monochromatoren gemäß
der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben! in
dieser zeigen:
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BAD ORiGiNAL
Monochromator gemäß einer bevorzugten Auaführungeform
der Erfindung;
Flg. 2 eine Draufsicht auf ein holographische· Beugungegitter,
d&s sich bevorzugt zur Verwendung als Gitter in dem Monochromator der Ausführungsform
aus Fig. 1 eignet}
Fig. 3 eine Darstellung der verschiedenen Vinkelbezlehungen
in dem Monochromator gemäß der Ausführungsfora der Erfindung.
Das in Fig. 1 gezeigte bevorzugte AuefUhrungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Monochroaators weist ein in der vorderen
Brennebene einer Linse 11 angeordnetes, eine Apertur definierendes
Teil 10 auf. Durch eine Apertur tj in dem Teil 10
tritt ein Singangsliohtbündel 12 ein und trifft auf die
Linse 11 auf| das Eintrittebündel wird somit kollimiert
und als ebene Welle 1*t auf ein Gitter 15 gerichtet, in welchem
das Licht beim Durchsetzen des Gittere gebeugt wird. Bei der dargestellten Ausführungeform 1st das Gitter ein
im wesentlichen senkrecht zur Zeichenobene angeordnetes
planeres Element, derart, daß die von der Linse 11 kommende
ebene Welle auf die Vorderseite der Gitteranordnung 15 auftrifft. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird im folgenden
und in den Ansprüchen das Gitter als vertikal angeordnet bezeichnet, in Übereinstimmung mit der Draufsichtsdarsteilung
in Fig. 1. Wie weiter oben bereits erwähnt,
konzentriert das Gitter das gebeugte Licht in eine vorgegebene BeugungeordiiUag, wobei die verschiedenen Wellenlängen
oder Weilenlängenunterschiede nech Maßgabe des Auf-
10982 1/1412 8A0 ORfGlNAL
lttsevermögena d·· Gitters dispergiert werden) das Auflöseveraögen
des Gitter· hängt selbstverständlich von der Gitterkonetante, d. h. dem Abstand awischen den Gitterlinien
ab. XIn ebenfalls in einer Vertikalebene angeordneter Spiegel
let in beKug auf das Gitter so angeordnet, daß das gebeugte
Lioht auf ihn auffällt und in Richtung auf eine Linse 17 umgelenkt wird* Der Spiegel und das Gitter sind relativ
aneinander starr zur gemeinsamen Drehung um eine vertikale Achse, mit der Schnittlinie zwischen den Ebenen des
Gittere 15 und des Spiegels 16 zusammenfallende Achse 18 angeordnet. Vie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die
Vertikalebenen des Gitters und des Spiegele zueinander unter
einem Winkel angeordnet, dessen Ursprung mit der Achse 18 susaasaenfällt. Im typischen Fall besitzt dieser Winkelabstand
«wischen der Gitter- und der Spiegelebene einen Wert in der Größenordnung von 6O° bis 90 5 jedoch kommt
diesen Grenzen keine kritische Bedeutung su. Die wesentliche Bedingung tür die Anordnung des Spiegels besteht darin,
daß der Spiegel das gebeugte Licht aufnehmen und ohne Behinderung durch das Gitter auf die Linse 17 richten können
muß· Im Betrieb des Monochromator3 trirt ein Ausgangslichtbündel
einer auegewählten Wellenlänge durch eine Austritte-Apertur
19 in einem in der hinteren Brennebene der Linse 17 angeordneten Teil 20 aus, wobei die betreffende
ausgewählte Wellenlänge durch die jeweilige Winkelstellung dee Spiegels und des Gittere gegenüber dem Eingangsstrahl
12 bestimmt wird. Die Richtung, die Lage und die Breite (Öffnung) des AusgangsbUndele bleiben für sämtliche Wellenlängen
konstant.
Zum besseren Verständnis der vorhergehenden Darlegungen sollen Im folgenden konstruktive Detail η des» Gitters und
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seine Wirkungsweise näher betrachtet werdent
Wi· au· Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 1 ersichtlich, weist
ein nach holographischen Verfahren hergestelltes Filmgitter eine Glasträgerplatte 21 mit einer Emulsion 22 auf, in welcher
eine Beugungsgitterstruktür in Gestalt der miteinander
abwechselnden punktierten und nicht-punktierten Abschnitte 23 bzw. Zk erzeugt ist, welche jeweils einem hohen bzw. einem
niedrigen Brechungsindex für das durch das Gitter tretende Licht entsprechen. Diese sich wiederholende Änderung
des Brechung·index bewirkt eine räumlich veränderliche relative
Phasenversögerung in dem durchgelesenen Licht, was die Beugung des Licht· au· des ursprünglich einfallenden
Strahl in eine oder mehrere Beugungeordnungen zur Folge hat. Derartige Gitter werden allgemein als Phasengitter bezeichnet}
ihr Aufbau, ihre Her·tellung und ihre Wirkungsweise
sind in der heutigen Holographietechnik bekannt. Derartige Phaaengitter werden in Gitter-Monochromatoren vom Durchlaßtyp
bevorzugt gegenüber Absorptionsgittern verwendet, und zwar im Hinblick auf die dadurch erreichbare Erhöhung der
Intensität des austretenden Lichts. Falls die Periodizltät der Interferenzstruktur klein im Vergleich zur Dicke der
Emulsion ist, so kann man das Gitter als ein Dickfllm-Hologramai
bezeichnen, das dia .bekannten Eigenschaften eines
Glanzgitters/im Durchlaub·trieb zeigt und somit das Beugungslicht
in einer bestimmten BeugungsOrdnung konzentriert.
Für ein bestimmtes Gitter erhält man maximalen Wirkungsgrad der Beugung, wenn das einfallende und das austretende oder
gebeugte Lichtbündel der Bragg1sähen Bedingung genügen, die
mathematisch durch die Formel
βΐηθ. a ««Ιηθ. « -J A (l)
i d 2 —
BAD ORIGINAL
10982WU12 ./.
'■■■■ ' *"' ' "' ' ' " """" "^7' " :
' "■■"■ ' ■ ' ■■ ' -■■"■ ■ ■ ■■■ - : <■■■■■■ r: ι ■ ■■■ ■
wiedergegeben wirdj darin bedeuten ρ die räumliche Periodizität
des Gittere und 9. und θ . den Winkel des einfallen-
1 α
den LichtbUndels bzw. den Winkel des gebeugten Lichtbündele,
jeweils bezogen auf die von den Grenzflächen der unterschiedlichen BreohungsIndizes in der Emulsion gebildeten
Ebenen. Diese Ebenen werden gewöhnlich als Bragg*sehe Ebenen
bezeichnet. Vertikale und senkrecht zur Oberfläche des Films verlaufende Bragg* sehe Ebenen lassen sich in einfacher
Weise dadurch herstellen, daß man den Film mit zwei untereinander kohärenten, gleichförmigen, kollimierten Laser-LichtbUndel
gleicher Intensität in solcher Anordnung belichtet, daß die beiden Strahlen auf die'Platte unter
gleichen, bezüglich einer Normalen auf der Filmplatte symmetrischen Winkel einfallen. Die im Überlappungebereich
der beiden Strahlen erzeugten Interferenzstreifen bilden Ebenen, die aich in die Tiefe der Emulsion erstrecken. Nach
dem Entwickeln, Fixieren und Bleichen werden die belichteten Ebenen in der Emulsion durchsichtige Bereiche mit höherem
Brechungsindex al· die dazwischenliegenden nicht-belichteten
Bereich·· In dieser Weise hergestellte Gitter ge-
("blazeT-Riohtutig)
währleisten, daß die Glanzrichtung/im wesentlichen in der
Ebene des Gitters liegt· Die Bragg'sehe Bedingung besagt im wesentlichen, daß das Beugungslicht erster Ordnung dann
einen Maximalwert erreicht (d. h. als "Glanz" konzentriert wird), wenn das Gitter so orientiert ist, daß das Beugungelicht
durch Spiegelreflexion des einfallenden LichtbUndels an den Bragg'sehen Ebenen in der Emulsion erzeugt wird, und
weiter, daß der Glanz jeweils für die bestimmte Wellenlänge auftritt, welche der Bragg'sehen Gleichung (i) für einen
gegebenen Einfallswinkel auf dem Gitter entspricht· An sich
wird Licht jeder beliebigen Wellenlänge an den Bragg"sehen
Ebenen spiegelnd reflektiert, jedoch lot der Spiegelreflexionewinkel nur für diejenige Wellenlänge gleich dem Beu-
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EAD ORIGINAL
gungswinkel (entsprechend der Bedingung für Glanz-Beugung) ,
welche den Bedingungen der Bragg1sehen Gleichung genügt.
Daraus ist ohne weiteres ersichtlich, daß im Falle eines kolliaierten einfallenden Lichtbündel», das eine Vielzahl
von Vellenlängenkoeponenten enthält, nur eine Komponente
unter dem Glanzwinkel gebeugt wird, wo der Beugung»winkel
gleich dem Einfallswinkel ist· Durch Drehung des Gitters un die Achse 18 ist der Einfallswinkel dec eintretenden
Llchtbttndels auf dea Gitter veränderlich, derart, daß die
Bragg1sehe Gleichung jeweils für verschiedene Wellenlängen
erfüllt wird. Die Verdrehung des Spiegele zusammen mit dem Gitter gewährleistet, daß die unter dem Glanzwinkel gebeugte
Wellenlänge durch die Austritts-Apertur io austreten
kann. In Fig« 1 sind »wei verschiedene Gitter- und
SpiegelStellungen jeweils durch die voll ausgesogenen und
die gestrichelten Linien und dl· Becugexiffern 15, 15' bzv
i6f i6· dargestellt· ItLr beide Stellungen ist angezeigt,
daß die Ausgangsbündel 26 gleiche Weite (öffnung) besit«.
sen und In der gleichen Sichtung verlaufen, derart, daß
sie die Austritte-Apertur 19 an identischen seitlichen
Stellen belogen auf die Drehachse 18 durchsetzen. Wie vorstehend
erwähnt, wird für jode bestimmte diskrete Winkelstellung des Gitters und ubb Spiegele bezüglich dem Eingangebunde
1 jeweils eine verschiedene Ileugungswellenlängenkoaiponente
aus dea Eingangs strahl von dem Spiegel \6 in Richtung auf die Austritte-Apertur 19 reflektiert. Wie
ohne weiteres ersichtlich, kann die Richtung des AusgangsbUndels
gegenüber deru Eintritt «bündel /ranz nach Wunsch gewählt
werden. Indem man einfach einen zusätzlichen stationären
Planspiegel in den Strahlengang entweder des Eintritts-
oder dos Auetrittebündels bringt.
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Es bleibt nun noch au zeigen, daß die in Fig. 1 zeichnerisch
dargestellten Bedingungen auch tatsächlich erzielt werden. Dies IHBt sich durch die nachfolgende einfache analytische
Behandlung zeigen* In Fig. 3 sind das Gitter 15 und der Spiegel 16 um eine Achse 18, in welcher eich ihre
Ebenen schneiden, drehbar, wobei die Achse 18 im Ursprung
eines X-Y-Koordinatensystems liegt. Die auf das Gitter einfallende
ebene Welle ist durch eine Linie 25 bezeichnet, welche die Mittelachse des Strahlbündels wiedergibt, die
unter einen Winkel θ gegenüber der Normalen auf dem Gitter verläuft. Unter Verwendung verschiedener Werte "a" für die
beiden Ränder des (Parallel-)Strahlbündele lassen sich diese jeweils durch die Gleichung
χ - a (2)
wiedergeben. Da das Gitter mit der x-Achse einen Winkel θ
bildet, ist der Schnittpunkt zwischen dem einfallenden Lichtbtindel uad dem Gitter gegeben zu
χ ■ a, y s atanO (3)
χ sin« - ycosO * O (k)
und die Lage des Spiegels durch die Gleichung
xsin(e + 0) -ycos (θ f 0) = O (5)
wenn die Ebene des Spiegels mit der Gitterebene den Winkel 0 bildet. Da die Bra^g'sche Bedingung erfüllt ist, wenn
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Einfall«winkel und Beugung·winkel gleich aind, so wird
für «in Gitter, in welchem die Bragg1sehen Ebenen normal
zur Gitterflache stehen, der für den Durchtritt durch die
Au·tritts-Apertür interessierende Beugungelichtstrahl 25',
d. h. der Lichtstrahl mit der Glanz-Vellenlange, unter einem
Winkel von 2 θ bezüglich der Richtung des einfallenden Strahlbündels 25 verlaufen, wie aus der Geometrie der Zeichnung
ersiohtlich.'Da sowohl der Ursprung des Beugung«βtrahle
(x « a, y«atand) als auch seine Richtung bezüglich der x-Achse
(2 9 + JOL.) bekannt sind, kann der Beugungestrahl
durch di· folgende Beziehung wiedergegeben werdent
(x-a)cos29 + (y-atane) sin 2Θ * O (6)
Di· di· Lag· des Spiegels i6 bzw. den Verlauf dee Beugung·-
strahle 25* wiedergebenden Gleichungen (5) und (6) können
gleichzeitig aufgelöst werden, um die Auftreffstelle des Beugung*strahl* auf den Spiegel zu erhalten} man erhält
hierfUr di· Koordinaten
* ■ ·ο*>·
oos
oos
(· + *)■ Τ - a*in(9 +
(e - 3) öos je -
Die Riohtmng des AusgangsStrahls 25" läßt eich aus der
Zeichnung beetImmen| wie aus der Zeichnung ersichtlich,
ist der Winkel 27 gleich JT * θ und die Winkel 28 und 2$
Jeweils gleich 29. In dom Dreieck OGM bestimmt sich dann
der Winkel 31 zu TT - 0 ψ Ot und aus dem Dreieck DHM,(in
welchem die Seite RM parallel zur x-Achse ist) der Winkel 32 zu TT - 29. Aus dem Dreieck ORM bestimmt sich der Winkel
33 Iu 0 ♦ θ - _jTj di···«· Winkel 33 let gleich dem Winkel
3k zwischen der2tteraden RM und der senkrecht auji Spiegel
") Der Beugung·Iiohtntrahl verläuft daher unter einem Winkel
von 20 ♦ tT » 8·Β·83βη im OegenuhrzeIgoreinn von der
x-Aohee aus. ./.
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" ""'"u I|JF!!!J ■■■■ ; ■»■] ρ
-11-
verlaufenden Geraden NM. Damit wird der Einfallewinkel des Beugung·strahlβ 25* auf dem Spiegel \6 bezüglich der Spiegelnormalen
NM gleich dem Winkel 32 + dem Winkel 3^ und beträgt somit (0 - O)} die gleiche Größe besitzt auch der Reflexionswinkel
J6, Somit verläuft der Auegangsstrahl 25"
unter einem Winkel gleich der Summe der Winkel 3^ und 36,
d. h. der Größe (20 - .JL.)» gegenüber der festen x-Achse.
Aufgrund der Kenntnis sowohl des Ausgangspunktes des Ausgangs strahl β 25" auf dem Spiegel wie auch seiner Richtung
bezüglich der x-Achse läßt sich der Verlauf de· Auβgangestrahls
duroh die folgende Gleichung wiedergeben;
xcos20 + yein20 » a (8)
Diese Gleichung iet unabhängig von den Winkel Θ. Somit
sind die Richtung und die Lage der Rtuidstrahlen des AusgangabUndels
eine Funktion nur der Parameter 0 und a; diese Parameter sind für eine gegebene Honochromatorbauart
fixe Größen. Demzufolge bewirkt eine Verdrehung der Gitter-Spiegel-Kombination um eine im Ursprime dea Koordinaten*
systeme liegende Achse eine gleichzeitige Änderung sowohl
des Einfalls- wie auch des Beugungswinkels, derart, daß jeweils verschiedene Wellenlängen in die Richtung des Ausgangsstrahls
25* gebeugt werden. Da ferner der Winkel dee Beugungsstrahls gegenüber der Gitternormalan gleich dem
Einfallswinkel des einfallenden Strahl» gegenüber der Normalen ist, wird die Glanzbedingung für Jednn Wert des Winkels
6 aufrechterhalten. Die Tateiach«, daß die Woite (d. h.
der Öffnungswinkel) des Auegangsstrahl3 für alle Wellenlängen
konstant bleibt, läßt si«h intuitiv In einfacher
Weise dadurch verstehen, wenn man in Eintracht zicih* , daß
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dl· Brechungebedingungen sowohl beim Eintritt in das wie auch bein Auetritt au« de» Filmgitter gleich sind·
Se eel noch besonders betont, daß die Erfindung auch Anordnungen
umfaßt, In welchen die Drehachse des Spiegele ■war parallel zur Drehachse des Gitters ist, jedoch nicht
■it dieser zusammenfällt} des weiteren 1st zu beachten,
daß die Erfindung aswar vorstehend unter Bezugnahme auf ein holographisches Durchläesigkeitsgitter beschrieben wurde,
daß Jedoch andere Arten von Gittern für die Zwecke der Erfindung anwendbar sind· Beispielsweise kann - falls gewünscht
- ein herkömmliches Teilungsgitter verwendet werden j allerdings wurde gefunden, daß hiermit voraussichtlich
eine Verschlechterung der Eigenschaften des Ausgangestrahls
verbunden sein dürfte. Insbesondere wird die Strahlbündelweite nicht konstant sein und die seitliche Lage d^s
Ausgangsstrahlβ nachteilig beeinflußt werden, wenn die
Drehachs· mit der Schnittlinie der Gitter- und der Spiegelebene zusammenfällt. Jedoch läßt eich mit einer mathematischen
Analyse ahnlicher Art wie oben gegeben eine Drehachs· wählen, für welche die seitliche Strahlbündellage
für drei geeignet verteilte Winkeloriontierungen der Gitter-Spiegel-Kombination
die gleiche 1st. Des weiteren sei darauf hingewiesen, daß die Eigenscheften des Ausgangsstrahlbündels
in ähnlicher Weise beeinträchtigt werden, wenn holographische Beugungegitter verwendet werden, bei
welchen die Glanzrichtung aus der Gitterebene herausfällt.
Des weiteren ist zu beachten, daß eir dickes, abeorptionsfreies
Gitter mit sixiusfdrtnig veränderlichem Brechungsindex
einen Anteil
S = -1. «in ( K A nd, Zoo β)
λ BAD ORIGINAL
1 09821 / U1 2
d«r Amplitude d·· einfallenden Lichtbündel· in di· «ret·
Ordnung beugen wird. Darin bedeutet An die Anplitudenlnderung
d·· Brechungsindex, d di· Diok« dar photographi-•chan
tanilcion, und θ » 9. » θ. dan Bra^g* sehen Winkel.
Wagen der Abhltafigkeit der Amplitude de· Beucungslichtes
τοπ λ und Δη kann auoh ein «it einen holographisch er-■eu4*ten
Gitter ausgerüsteter Monoohroaator einen hohen
Wirkunffsgrad nur Über einen begrenzten Vellonlängenbereich
b««itsen. Ue beliebige Wellenlftngen innerhalb eine· weiten
B«r«ichs von Ausgangav*ll«nlängen odLt hohen Wirkungsgrad
ausBusondern, kann daher die Vervendung von verschiedenen
Gittern erforderlich werden.
109I21/U12
BAD ORIGINAL
Claims (10)
- PatentansprücheMonochromator mit einer Eintritte-Apertur für ein Lichtbündel, einer Auetritte-Apertur für das Lichtbündel, und einem Beugungegitter zur Beugung des Lichtbündels zwischen Eintritts-r und Aus trit te-Aper tür, wobei das Gitter um eine zur Strahlengangeebene dee Lichts in dem Monochromator senkrechte Achse drehbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß ein um eine zur Drehachse des Gittere (15) parallele Achse (18, Fig. 1; 0, Fig. 3) drehbarer Spiegel (i6) zur Reflexion des LichtbUndels im Strahlengang -von dem Gitter (i5) zur Austritts-Apertur (19) vorgesehen ist.
- 2. Monochromator nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß das Gitter (15) das Licht blind ·1 durchlaßt.
- 3· Monochromator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dad das Gitter (1J) und der Umlenkspiegel (16) um eine gemeinsam· Achse (i8, Fig. 1| 0, Fig. 3) drehbar angeordnet sind·
- k» Monochromator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (15) und der Spiegel (i6) miteinander verbunden sind, derart, daß eine Verdrehung eines der beiden Elemente eine entsprechende Verdrehung des anderen Elemente bewirkt.
- 5«, Monochromator nach einem o-der mehreren der vorhergehendenBAD ORIGINAL109821/U12Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (15) eine optische Interferenz«truktür mit miteinander abwechselnden Abschnitten (23, 24, Fig. 2) von hohem und niedrigen Brechungsindex aufweist, daß die Grenzflächen zwischen diesen Abschnitten zueinander parallele und zur Oberfläche des Gitters (15) senkrechte Ebenen bilden, und daß die räumliche Periodizität dieser Parallelebenen klein im Vergleich zur Erstreckung der Abschnitte (23, 2k) hohen bzw. niedrigen Brechungeindex in Richtung der Grenzflächenebenen ist, derart, daß das hindurchtretende Lichtbündel unter dem Glanzwinkel gebeugt wird.
- 6. Monochromator nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (15) eine durchsichtige Platte (21, Fig. 2) aufweist, auf welcher die optieche Interferenzstruktur (22) durch ein holographisches Verfahren erzeugt ist.
- 7* Monochromator nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge des unter dem Glanzwinkel zum Austritt durch die Austritte-Apertur (19) gebeugten Lichte durch die Beziehung sinO. * β*ηθπ * "o A » &e~ geben ist, worin ρ die räumliche Periodizitat des Gitters, Θ. und Θ. der Einfallswinkel bzw. derι αBeugungswinkel an dem Gitter, und Λ die Wellenlänge bedeuten.
- 8. Monochromator nach einem oder mehreren der Ansprüche 5» 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Glanzrichtung im wesentlichen in der Ebene des Gittern (15) liegt.
- 9* Monochromator nach einem oder mehreren der vorhergehen-109821 /U12B/-^ ORIGINALden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (15) und der Spiegel (16) ia wesentlichen planar ausgebildet sind und in vertikalen, miteinander einen Winkel um die gemeinsame Drehachse (18, Flg. 1; O1 Fig. 3) bildenden Ebenen angeordnet sind.
- 10. Monochromator nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalebenen, in welchen das Gitter (15) und der Spiegel (i6) angeordnet .sind, sich länge einer mit der Rotationsachse asusanuaenfallenden Geraden schneiden.11· Monochromator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang des durch die Eintritts-Apertur (13) einfallenden Lichtbtindels eine erste Linse (11), welche das Lichtbtindel auf das Gitter (15) lenkt, und eine zweite Linse (17) in Strahlengang des von den Spiegel (16) reflektierten Lichts, welohe das reflektierte LichtbUndel zum Austritt durch die Austritts-Apertur (19) lenkt, angeordnet sind, wobei die Eintritte-Apertur (13) in der vorderen Brennebene der ersten Linse (11) und die Austritts-Apertur (19) in der hinteren Brennebene der zweiten Linse (17) angeordnet sind.BAD ORIGINAL109821 / U12Lee rseite
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---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
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Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2090483A1 (en) * | 1990-10-03 | 1992-04-04 | Gerald E. Cohn | Fabrication of multifunctional holographic optical elements and application in photometers |
JPH05231938A (ja) * | 1991-02-07 | 1993-09-07 | Res Dev Corp Of Japan | 高感度多波長分光装置 |
JPH11183249A (ja) * | 1997-12-24 | 1999-07-09 | Ando Electric Co Ltd | 分光器 |
US6525814B1 (en) * | 1998-10-23 | 2003-02-25 | Mission Research Corporation | Apparatus and method for producing a spectrally variable radiation source and systems including same |
US6362904B1 (en) * | 2000-09-01 | 2002-03-26 | Robert H. Cormack | Tunable optical filter with retained complementary output |
US6583873B1 (en) * | 2000-09-25 | 2003-06-24 | The Carnegie Institution Of Washington | Optical devices having a wavelength-tunable dispersion assembly that has a volume dispersive diffraction grating |
US7564549B2 (en) * | 2006-05-09 | 2009-07-21 | Ada Technologies | Carbon nanotube nanometrology system |
KR100817726B1 (ko) * | 2008-01-18 | 2008-03-31 | 주식회사 나노베이스 | 파장 가변 장치 및 그 방법 |
DE102008057593B4 (de) * | 2008-11-11 | 2018-06-28 | Friedrich-Schiller-Universität Jena | Optische Beugungsanordnung großer Apertur |
JP5945400B2 (ja) * | 2011-11-18 | 2016-07-05 | オリンパス株式会社 | 検出光学系および走査型顕微鏡 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US2339053A (en) * | 1940-08-01 | 1944-01-11 | Edwin D Coleman | Spectrophotometer |
US3098408A (en) * | 1959-02-11 | 1963-07-23 | Applied Physics Corp | Double folded-zeta-configuration monochromator |
US3069966A (en) * | 1959-12-07 | 1962-12-25 | John U White | Optical apparatus employing diffraction grating |
US3069967A (en) * | 1959-12-07 | 1962-12-25 | John U White | Apparatus employing stationary optical means and diffraction grating |
-
1969
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GB1327435A (en) | 1973-08-22 |
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