Физические методы исследования. Семинарские занятия. Часть 2. Стариковская С.М. - 41 стр.

2.6     Селекция излучения. Диспергирующие элементы.
На сегодняшнем занятии мы рассмотрим различные оптические приборы, поз-
воляющие выделить из спектра узкую область излучения, и проведем их срав-
нительный анализ.
   Классические спектральные приборы для монохроматизации излучения по-
строены на так называемом методе селективной фильтрации. Это означает,
что оптическая схема прибора позволяет каким-либо образом выделить узкий
спектральный диапазон и не рассматривать остальной спектр. Обязательным
в спектральных приборах, построенных на данном принципе, является дис-
пергирующий элемент, пространственно разделяющий по длинам волн па-
дающее на него излучение. Диспергирующий элемент (призма, дифракционная
решетка, интерферометр Фабри-Перо) располагается в параллельном пучке лу-
чей, создаваемом коллиматором. Коллиматор состоит из входного отверстия
(щели) и объектива. Спектр наблюдается в фокальной плоскости камерного
объектива.
   Давайте рассмотрим характерные особенности различных диспергирующих
систем.

2.6.1   Призма
Действие призмы как спектрального прибора основано на зависимости пока-
зания преломления вещества от длины волны. Не останавливаясь детально на
геометрическом построении хода лучей в призме, отметим, что спектральное
разрешение призмы с длиной основания b может быть найдено как
                                   λ     dn
                                      =     b                             (2.17)
                                   dλ    dλ
   Можно показать, что угловое увеличение призмы зависит от длины вол-
ны падающего излучения. Поскольку в типичных конструкциях монохромато-
ров сканирование спектра относительно выходной щели достигается поворотом
диспергирующего элемента, то призмы делают специальным образом, чтобы
обеспечить постоянный угол отклонения лучей с разными длинами волн. К
так называемым призмам постоянного отклонения относится, к примеру, приз-
ма Аббе, составленная из двух 30-градусных призм и одной 45-градусной для
отклонения луча на 900 . Поскольку 30-градусные призмы отклоняют лучи в
противоположных направлениях, для луча любой длины волны, идущей в ми-
нимуме отклонения, общее отклонение равно 900 .
   Исторически призменные приборы были созданы первыми и сейчас имеют
достаточно широкое распространение. Потери в призме могут быть меньше, чем
потери на дифракционной решетке, однако в реальных призменных приборах,
как правило, используется система призм, что сводит коэффициент пропуска-
ния приборов к величине 0.2-0.3. Тем не менее, в условиях, когда не нужно очень
высокое спектральное разрешение, но критично не потерять свет, призменная
селекция излучения может оказаться оптимальной.




                                       41