Главная > База знаний > Большая советская энциклопедия > Спектрографы

Спектрографы

Спектрографы одновременно регистрируют
протяжённые участки спектра, развёрнутого в фокальной плоскости Ф (рис.
3) на фотопластинках или фотоплёнках (фотографич. спектрографы), а также
на экранах передающих телевизионных трубок, электронно оптических преобразователей
с "запоминанием" изображений и т. п. При хорошей оптике число каналов ограничивается
лишь разрешающей способностью (зернистостью) фотоматериалов или числом
строк телевизионной развёртки. В видимой области спектра для визуальных
методов спектрального анализа широко используются простые спектроскопы
и стилоскопы, в к-рых приёмником является глаз.

Диапазон длин волн, в к-ром работают спектрографы,
простирается от коротковолновой границы оптич. диапазона и постепенно расширяется
в ИК-область по мере достижения всё более высокой фоточувствительности
слоев и развития методов тепловидения. Типы спектрографов отличаются
большим разнообразием - от простейших приборов настольного типа для учебных
целей и компактных ракетных и спутниковых бортовых приборов для исследования
спектров Солнца, звёзд, планет, туманностей до крупных астроспектрографов,
работающих в сочетании с телескопами, и лабораторных 10-метровых вакуумных
установок с большими плоскими и вогнутыми дифракционными решётками для
исследований тонкой структуры спектров атомов. Линейная дисперсия
спектрографов (участок фокальной плоскости Длг, занимаемый интервалом длин
волн $\Delta$ $\lambda$ )
может лежать в пределах от 10² до 10⁵ мм/мкм,
светосила
по освещённости (отношение освещённости в изображении входной щели к яркости
источника, освещающего входную щель) - от 0,5 в светосильных спектрографах
до 10-³ и менее в длиннофокусных приборах большой дисперсии.

<Скоростные многоканальные С. п. для
исследований спектров быстропротекающих процессов конструируются путём
сочетания спектрографа со скоростной кинокамерой (киноспектрографы), введения
в схему прибора многогранных вращающихся зеркал для развертки спектров
перпендикулярно направлению дисперсии, применения многоканальной регистрации
с многоэлементными приёмниками и т. п. В этой области ещё нет установившейся
терминологии; такие С. п. наз. хроноспектрографами, спектрохроно-графами,
спектровизорами, скоростными спектрометрами.

<3. Одноканальяые С. п. с селективной
модуляцией

В приборах групп 3 к 4 на. рис.
2 вместо пространственного разделения длин волн применяют селективную модуляцию
(кодирование) $\lambda$ ;
разделение $\lambda$ в
этих приборах переносится из оптич. части в электрическую.

Растровые спектрометры
создаются
по общей для одноканальных С. п. блок-схеме (рис. 4), но в сканирующем
монохроматоре щели заменяются рострами спец. формы (напр., гиперболическими;
рис. 8). При работе входного растра попеременно в проходящем и отражённом
свете возникает амплитудная модуляция излучения той $\lambda$
, для к-рой изображение входного растра совпадает с выходным растром. В
излучении других $\lambda$
в результате угловой дисперсии изображения смещаются и амплитуда модуляции
уменьшает-

Рис. 7. Вакуумный 24-канальный квантометр
(заводское название - фотоэлектрическая установка) ДФС-41 для экспрессного
и маркировочного анализа чугунов, простых и среднелегированных сталей на
легирующие элементы, металлоиды и вредные примосн, аналитические линии
которых расположены в вакуумной УФ- области: 1 - вакуумный полихроматор
с вогнутой дифракционной решёткой с фокусным расстоянием, равным 1 м,
рабочий
диапазон 0,175- 0,38 мкм; 2- генератор искры ИВС-1 для возбуждения
эмиссионных линий атомов в пробе; 3 - электронно - регистрирующее
устройство ЭРУ-1; 4 - блок цифрового отсчёта. Время анализа 10 элементов
около 2 мин.

Рис. 8. Гиперболический растр Жерара.

Темные полосы - зеркальные и растр

попеременно работает то в проходящем,

то в отражённом свете.

ся. T. о., ширина АФ $\delta$ $\lambda$
соответствует полупериоду растра. Растровые спектрометры дают по сравнению
с щелевыми спектрометрами выигрыш в потоке (примерно в 100 раз при R
= 30 000), однако их применение ограничено засветкой приемника потоком
немодулированного излучения, а также сложностью изготовления растров и
оптич. части системы.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я