Измерительное и испытательное оборудование для лабораторий, производства, телекоммуникаций

Монохроматор

Монохроматор представляет собой спектральный оптико-механический прибор, предназначением которого является выделение монохроматического излучения. Монохроматическим называется электромагнитное излучение с очень маленьким разбросом частот, а в идеале оно обладает одной частотой (длиной волны). Монохроматор выделяет узкие интервалы длин волн из спектра оптического излучения.

Основа принципа работы монохроматора – дисперсия света.

Типы монохроматоров

Различают монохроматоры:

  • Черни-Тернера;

  • Эберта-Фасти.

Монохроматор Черни-Тернера. Схема Черни-Тернера используется наиболее часто, является модификацией Эберта-Фасти и отличается от нее тем, что вместо одного сферического зеркала используются два: первое – для коллимации, второе – для фокусировки излучения на выходную щель.

1.jpg

Схема работы монохроматора Черни-Тернера

2.jpgМонохроматор Эберта-Фасти. Оптическая схема данного типа монохроматора отличается от Черни-Тернера устройством коллиматора (устройства для получения параллельных пучков лучей света либо частиц). Как уже отмечено выше, здесь как коллиматорное и фокусирующее используется одно зеркало.

Справочно. Уильям Джордж Фасти (1916–2000) – американский физик, который описал новый дизайн спектрометра в своей первой публикации. Научная деятельность немецкого физика Германа Эберта (1861–1913) касалась в том числе предмета спектроскопии (его научная работа Zwei Formen фон Spectrographen (1889) исследовала две формы спектроскопии).

Применение

Монохроматор является важнейшим оптическим элементом источников монохроматического излучения. Это касается прежде всего спектрофотометров, где очень важно, чтобы в выходную щель не попал рассеянный свет с длинами волн, которые далеки от участка спектра, необходимого для исследований.

Часто с целью улучшения качества излучения применяются двойные монохроматоры. Это два монохроматора, которые конструктивно объединены так, что выходная щель первого выступает входной щелью другого. Преимущество таких монохроматоров – возможность существенного повышения дисперсии.

Основные части и узлы монохроматора


3.jpg

Монохроматор состоит из:

  • 1 – входной спектральной щели;

  • 2 – коллиматорного объектива;

  • 3 – диспергирующего элемента;

  • 4 – фокусирующего объектива;

  • 5 – выходной спектральной щели.

В качестве диспергирующего элемента могут выступать дисперсионная призма либо дифракционная решетка. Выходная щель выделяет излучение, которое принадлежит узкому интервалу длин волн. Нужный спектральный диапазон для сканирования обеспечивается посредством поворота диспергирующего элемента.

Коллиматорный и фокусирующий объективы монохроматора могут быть линзовыми или зеркальными. Последние применимы в значительно более широком, нежели линзовые, спектральном диапазоне, а также не требуют перефокусировки в момент перехода между выделяемыми участками спектра.
Автор: , «ПРОФКОН»