FR2809809A1 - Monochromateur et procede spectrometrique - Google Patents
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Abstract
Dans le monochromateur, lorsqu'un faisceau mesuré diffracté par un réseau de diffraction plan (14) est recueilli par un collimateur pour être renvoyé, le faisceau mesuré est déplacé par un élément de déplacement dans une direction parallèle aux réglures du réseau de diffraction plan (19) et est transmis à travers une première fente de coupure (17) comportant une fente d'une largeur prédéterminée formée dans une direction perpendiculaire à la direction des réglures.
Description
MONOCHROMATEUR ET PROCEDE SPECTROMETRIQUE
Contexte de l'invention La présente invention concerne un monochromateur et un procédé spectrométrique pour projeter un faisceau mesuré (un faisceau qui est mesuré) sur une extrémité d'un seul et même réseau de diffraction, une pluralité de fois. De manière classique, un spectroscope appelé "monochromateur" est utilisé comme instrument pour mesurer les caractéristiques de longueur d'onde d'un faisceau mesuré. En particulier, un double monochromateur est largement utilisé pour permettre de conserver une haute résolution ou une large plage dynamique par incidence d'un faisceau dans un ou plusieurs réseaux de diffraction, une pluralité de fois. La figure 9 représente une configuration d'un monochromateur classique de Littrow. Le monochromateur classique représenté sur la figure 9 comprend une fibre incidente 100, un miroir parabolique 102, un réseau de diffraction plan 104, une fente de sortie 106, un photodétecteur 108, une fente intermédiaire 110 et deux
miroirs de retour 112, 114.
Dans le monochromateur représenté sur la figure 9, la lumière émise par la fibre incidente 100 est convertie en rayons parallèles par le miroir parabolique 102 et les rayons parallèles sont diffractés par le réseau de diffraction plan 104. Le faisceau diffracté retourne de nouveau vers le miroir parabolique 102, puis revient par les deux miroirs de retour 112 et 114, qui sont disposés au voisinage du point focal du miroir parabolique 102. Puis, le faisceau mesuré chemine sur le même chemin optique que celui sur lequel il a cheminé jusqu'à présent en sens inverse et il est émis par la fente de sortie 106, qui est disposée au voisinage de la fibre incidente 100, de manière à atteindre le photodétecteur 108. De plus, la fente intermédiaire 110, comportant une découpe de fente dans la même direction que les réglures du réseau de diffraction plan 104, est disposée entre les deux miroirs de retour mentionnés ci-dessus 112 et 114, de façon que la plage dynamique pour une longueur d'onde X du faisceau diffracté traversant la fente de sortie 106 puisse être augmentée. L'agencement des deux miroirs de retour 112 et 114 dans la direction du balayage de longueur d'onde, lorsque le réseau de diffraction plan 104 tourne comme représenté sur la figure 9, est
appelé agencement de dispersion additif.
Si l'agencement de dispersion additif est réalisé en utilisant les miroirs de retour 112, 114 et une fente intermédiaire 110 comme dans le cas du monochromateur classique décrit ci-dessus, il existe un chemin optique normal et un chemin optique inverse traversant tous deux la fente intermédiaire 110 et la lumière ayant parcouru le chemin optique inverse est une lumière parasite, qui atteint le voisinage de la fente de sortie 106. En conséquence, la lumière observée par le photodétecteur 108 comporte à la fois la lumière renvoyée par le parcours sur le chemin optique normal et la lumière renvoyée par le parcours sur le chemin optique inverse, produisant ainsi un parasite provoquant un problème tel que la plage
dynamique diminue.
La figure 10 est un schéma de configuration partielle montrant la fente intermédiaire 110 et deux miroirs de retour 112 et 114 du monochromateur représenté sur la figure 9. Comme représenté sur la figure 10, outre un chemin optique normal A, il existe un chemin optique inverse B qui est de direction opposée au chemin optique normal A au voisinage de la fente intermédiaire 110. La lumière ayant parcouru le chemin optique normal A atteint la fente de sortie 106 et la lumière renvoyée en parcourant le chemin optique inverse B atteint également le voisinage de la fente de sortie 106. En conséquence, une composante de longueur d'onde de la lumière ayant atteint le photodétecteur 108 en parcourant le chemin optique normal A comporte un parasite d'une composante de longueur d'onde de la lumière ayant atteint le photodétecteur 108 en parcourant le chemin optique inverse B. Résumé de l'invention La présente invention est imaginée en considérant ce problème et un objet de la présente invention est de fournir un monochromateur et un procédé spectrométrique assurant une large plage dynamique en éliminant la
lumière parasite dans un chemin optique inverse.
Le monochromateur selon la présente invention comporte un mécanisme de retour pour renvoyer un faisceau mesuré diffracté par un réseau de diffraction plan et recueilli par un collimateur et le mécanisme de retour comporte des miroirs de retour disposés côte à côte dans la direction du balayage des longueurs d'ondes, un élément de déplacement pour déplacer le faisceau mesuré dans la direction parallèle aux réglures du réseau de diffraction plan et une plaque de coupure disposée au voisinage des miroirs de retour sur
le chemin optique normal.
De plus, selon le procédé spectrométrique de la présente invention, lorsque le faisceau mesuré diffracté par le réseau de diffraction plan doit être renvoyé après avoir été recueilli par un collimateur, le faisceau est déplacé par un élément de déplacement dans une direction parallèle aux réglures du réseau de diffraction plan et traverse une plaque de coupure disposée dans une position située sur le chemin optique
normal du faisceau mesuré.
Il est prévu que le faisceau mesuré cheminant sur le chemin optique normal traverse à proximité de la plaque de coupure lorsqu'elle est déplacée par l'élément de déplacement. Toutefois, lorsque le faisceau mesuré chemine sur le chemin optique inverse, cette condition n'est pas satisfaite, de sorte que le
faisceau mesuré est coupé par la plaque de coupure.
Ainsi, la lumière parasite apparaissant lorsque le faisceau mesuré chemine sur le chemin optique inverse, peut être évitée, de sorte qu'il est possible de supprimer l'apparition du parasite et d'assurer une
large plage dynamique.
Il est en particulier souhaitable que la plaque de coupure mentionnée cidessus soit une première fente de coupure comportant une fente d'une largeur prédéterminée formée dans une direction perpendiculaire aux réglures du réseau de diffraction plan. Il est également souhaitable que la face supérieure ou la face inférieure de la plaque de coupure mentionnée ci-dessus soit disposée au voisinage du chemin optique normal. Il est possible de ne renvoyer que le faisceau mesuré sur le chemin optique normal et d'éliminer précisément la lumière parasite sur le chemin optique inverse par la première fente de coupure mentionnée ci- dessus ou l'agencement mentionné ci-dessus de la première fente
de coupure.
De plus, il est requis que l'élément de déplacement décrit ci-dessus soit un élément en forme de plaque fait d'un matériau transparent et il est requis qu'une surface de l'élément en forme de plaque servant de plan d'incidence soit incliné par rapport au chemin de parcours du faisceau mesuré. Lorsque le faisceau est lancé sur une surface de l'élément en forme de plaque, le faisceau est diffracté deux fois par la surface et une surface arrière, de sorte qu'un faisceau de sortie parallèle au faisceau incident est obtenu. Ainsi, puisque l'élément de déplacement peut être constitué par un élément en forme de plaque ayant une configuration simple, il est possible de réduire
les coûts des éléments.
De plus, il est requis que la quantité de
déplacement par l'élément de déplacement décrit ci-
dessus soit plus grande que la largeur de la fente formée dans la première fente de coupure. Pour cette raison, il est possible d'éliminer précisément le faisceau mesuré sur le chemin optique inverse par la
première fente de coupure.
De plus, il est souhaitable que le monochromateur comprenne en outre un photodétecteur pour détecter le faisceau mesuré décrit ci-dessus, une fente de sortie disposée au voisinage du photodétecteur et du côté d'incidence du faisceau mesuré et comporte une fente formée dans la direction parallèle aux réglures du réseau de diffraction plan et une deuxième fente de coupure qui est disposée au voisinage de la fente de sortie et comporte une fente formée dans la direction perpendiculaire aux réglures du réseau de diffraction plan. Puisque le faisceau mesuré a traversé la fente de sortie et la deuxième fente de coupure détectée par le photodétecteur, il est possible d'assurer une plage dynamique encore accrue en limitant la plage de
réception de lumière du photodétecteur.
Brève description des dessins
La figure 1 est une vue montrant la configuration d'un monochromateur d'un premier mode de réalisation; la figure 2 est une vue agrandie du mécanisme de retour configuré en comprenant la fente intermédiaire; la figure 3 est une vue en coupe transversale d'une plaque de verre incluse dans le mécanisme de retour représenté sur la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe transversale de l'autre plaque de verre incluse dans le mécanisme de retour représenté sur la figure 2; la figure 5 est un schéma pour comparaison entre les chemins du faisceau mesuré cheminant sur le chemin optique normal et le faisceau mesuré cheminant sur le chemin optique inverse; la figure 6 est une vue montrant la configuration du monochromateur d'un deuxième mode de réalisation; la figure 7 est une vue montrant la configuration d'un monochromateur d'un troisième mode de réalisation; la figure 8 est une vue montrant la configuration d'un monochromateur d'un quatrième mode de réalisation; la figure 9 est une vue montrant la configuration d'un monochromateur classique de Littrow; et la figure 10 est un schéma de configuration partielle montrant la fente intermédiaire et deux miroirs de retour du monochromateur représenté sur la
figure 9.
Description du mode de réalisation préféré
Des modes de réalisation d'un monochromateur auquel s'applique la présente invention vont être
décrits ci-dessous en référence aux dessins.
[Premier mode de réalisation] La figure 1 représente une configuration d'un monochromateur d'un premier mode de réalisation, qui
est une configuration d'un monochromateur de Littrow.
Comme représenté sur la figure 1, le monochromateur selon ce mode de réalisation comprend une fibre incidente 10, un miroir parabolique 12, un réseau de diffraction plan 14, une fente de sortie 16, un photodétecteur 18, une fente intermédiaire 20, deux miroirs de retour 22, 24, des plaques de verre 26, 28
et des fentes de coupure 17, 30.
La fibre incidente 10 est utilisée pour émettre un faisceau mesuré vers le miroir parabolique 12. Une extrémité émettrice (la position d'une extrémité démission) de la fibre incidente 10 est disposée au voisinage d'un point focal du miroir parabolique 12 et le faisceau mesuré, qui est émis radialement à partir de l'extrémité émettrice de la fibre incidente 10, est réfléchi par le miroir parabolique 12 et converti en
rayons parallèles.
De plus, en un autre point au voisinage du point focal du miroir parabolique 12, est disposée la fente de sortie 16. Les rayons parallèles frappant le miroir parabolique 12 sont réfléchis de là et recueillis dans la fente de sortie 16. En traversant la fente de sortie 16, le faisceau mesuré a sa composante de longueur d'onde non-désirée éliminée et il est ensuite lancé dans le photodétecteur 18. Le photodétecteur 18 détecte l'intensité du faisceau lancé vers celui-ci à
travers la fente de sortie 16.
Le réseau de diffraction plan 14 comporte des réglures formées dans une direction prédéterminée à intervalles réguliers et diffracte le faisceau mesuré, qui est lancé vers celui-ci depuis le miroir parabolique 12. Sur la figure 1, une pluralité de gorges parallèles sont formées verticalement. Un mécanisme d'entraînement rotatif (non illustré) tel qu'un moteur, ayant un axe de rotation parallèle aux réglures, est fixé au réseau de diffraction plan 14 et ainsi, le réseau de diffraction plan 14 peut tourner autour de l'axe de rotation par le mécanisme
d'entraînement rotatif.
Les deux miroirs de retour 22, 24 sont destinés à réfléchir le faisceau recueilli par le miroir parabolique 12 vers le miroir parabolique 12. Ces deux miroirs de retour 22, 24 sont agencés côte à côte dans une direction dans laquelle le faisceau émis par le miroir parabolique 12 se déplace lorsque le réseau de diffraction plan 14 tourne autour de l'axe de rotation parallèle aux réglures. Le faisceau mesuré émis par le miroir parabolique 12 est réfléchi par un miroir de retour 24 sur un angle sensiblement de 90 degrés et le faisceau ayant traversé la fente intermédiaire 20, disposée dans une position o le faisceau réfléchi est recueilli, est réfléchi par l'autre miroir de retour 24 selon un angle sensiblement de 90 degrés et renvoyé
vers le miroir parabolique 12.
Dans ce mode de réalisation, deux plaques de verre 26, 28 sont disposées au voisinage des deux miroirs de retour décrits ci-dessus 22, 24 et entre les miroirs respectifs et le miroir parabolique 12. De plus, la fente de coupure 30 est disposée de manière à croiser la fente intermédiaire 20 côte à côte. De plus, la fente de coupure 17 est disposée pour traverser la
fente de sortie 16.
La figure 2 est une vue agrandie du mécanisme de retour configuré de manière à comprendre la fente intermédiaire 20. La figure 3 est une vue en coupe transversale d'une plaque de verre 26, qui représente un état de transmission du faisceau mesuré. De plus, la figure 4 est une vue en coupe transversale de l'autre plaque de verre 28, qui représente un état de
transmission du faisceau mesuré.
La plaque de verre 26 est incliné par rapport à la direction du parcours du faisceau mesuré. En conséquence, le faisceau mesuré, qui a atteint la plaque de verre 26, est réfracté lorsqu'il traverse les surfaces respectives de la plaque de verre 26, de façon qu'il atteigne le miroir de retour 22 étant déplacé d'une distance prédéterminée vers le bas depuis le et parallèle au faisceau mesuré avant d'atteindre la plaque de verre 26. La fente de coupure 30 comporte une fente horizontale dans une position o le faisceau mesuré, ayant traversé la plaque de verre 26, atteint la fente intermédiaire 20 après avoir été réfléchi par
le miroir de retour 22.
De façon similaire, l'autre plaque de verre 28 est inclinée par rapport à la direction du parcours du faisceau mesuré. En conséquence, le faisceau mesuré, ayant atteint la plaque de verre 28, est réfracté lorsqu'il traverse les surfaces respectives de la plaque de verre 28, de sorte qu'il est déplacé d'une l1 distance prédéterminée b vers le bas depuis et parallèlement au faisceau mesuré avant d'atteindre la
plaque de verre 28.
La largeur c de la fente de la fente de coupure 30 est fixée à une valeur plus petite que le déplacement a du faisceau mesuré dû à la plaque de verre 26 et le déplacement b du faisceau mesuré dû à la plaque de
verre 28.
Les plaques de verre 26, 28 correspondent à l'élément de déplacement. La fente intermédiaire 20, les miroirs de retour 22, 24, les plaques de verre 26, 28 et la fente de coupure 30 correspondent au mécanisme de retour. De plus, la fente de coupure 30 correspond à la première fente de coupure et la fente de coupure 17 correspond à la deuxième fente de coupure. Le monochromateur selon ce mode de réalisation a cette configuration et son fonctionnement va maintenant être décrit. Le faisceau mesuré introduit depuis l'extérieur par l'intermédiaire de la fibre incidente 10 est réfléchi et respectivement diffracté par le miroir parabolique 12 et le réseau de diffraction plan 14, puis recueilli par le miroir parabolique 12. Comme décrit ci-dessus, le faisceau mesuré qui est recueilli par le miroir parabolique 12 traverse une plaque de verre 26, est réfléchi par un miroir de retour 22 pour que sa direction de parcours soit modifiée selon un angle de 90 degrés, traverse la fente intermédiaire 20 et la fente de coupure 30 disposée dans une position o le faisceau est recueilli, est réfléchi par l'autre miroir de retour 24 pour que sa direction de parcours soit modifiée d'un angle de 90 degrés et ainsi revient vers le côté du miroir parabolique 12 à travers l'autre plaque de verre 28. Le faisceau mesuré, qui est lancé vers le miroir parabolique 12 de nouveau de cette manière, chemine sur le chemin optique qu'il a parcouru jusqu'à présent en sens inverse et atteint le photodétecteur 18 après avoir traversé la fente de sortie 16 et la fente de coupure 17 disposée au voisinage du point focal du
miroir parabolique 12.
Ainsi, dans le monochromateur selon ce mode de réalisation, la plage dynamique peut être accrue, car une composante de longueur d'onde nondésirée est éliminée du faisceau mesuré en faisant passer le faisceau à travers la fente de sortie 16 ainsi que la fente intermédiaire 20. De plus, la fente de coupure 30 est disposée dans la position de la fente intermédiaire 20 et le faisceau mesuré ayant traversé la fente de coupure 30 est déplacé par la plaque de verre 28 de la distance prédéterminée b dans la direction de l'axe de rotation du réseau de diffraction plan 14, de sorte que le faisceau mesuré, qui entre dans la fente intermédiaire 20 en cheminant sur le chemin optique inverse de direction opposée au chemin
optique normal, est coupé par la fente de coupure 30.
En conséquence, puisque le faisceau mesuré, qui atteint le photodétecteur 18 en cheminant sur le chemin optique inverse, est éliminé, il est possible d'éviter aux parasites dus à la lumière parasitent de se produire et
d'assurer une plage dynamique encore accrue.
De plus, dans le monochromateur selon ce mode de réalisation, la fente de coupure 17 est disposée dans la position de la fente de sortie 16, de sorte qu'il est possible d'assurer une plage dynamique encore accrue en limitant la plage de réception de lumière (aire d'incidence déterminée par une formule: (largeur a de la fente de la fente de sortie 16) x (largeur a de
la fente de la fente de sortie)) du photodétecteur 18.
La figure 5 est un schéma de comparaison entre les chemins du faisceau mesuré cheminant sur le chemin optique normal et du faisceau mesuré cheminant sur le chemin optique inverse. Dans le cas du chemin optique normal, le faisceau mesuré 40 ayant atteint une plaque de verre 26 est déplacé vers le bas de la distance prédéterminée a et ce faisceau mesuré 41 après déplacement est réfléchi par un miroir de retour 22 pour traverser la fente de coupure 30. D'autre part, dans le cas du chemin optique inverse, le faisceau mesuré 42 ayant atteint l'autre plaque de verre 28 est déplacé vers le haut de la distance prédéterminée b et ce faisceau mesuré 43 après déplacement est réfléchi par l'autre miroir de retour 24 pour atteindre la fente de coupure 30. Toutefois, dans la fente de coupure 30, la fente est formée à un niveau plus bas que celui du faisceau mesuré 42 avant d'atteindre la plaque de verre 28 de la distance prédéterminée a, de sorte que le faisceau mesuré décrit ci-dessus qui chemine sur le chemin optique inverse et est réfléchi par le miroir de retour 24 pour atteindre la fente de coupure 30 ne peut pas traverser la fente de coupure 30, de sorte que son influence sur les résultats de détection obtenus par le
photodétecteur 18 est éliminée.
[Deuxième mode de réalisation] La Figure 6 représente une configuration d'un monochromateur selon un deuxième mode de réalisation, qui présente une configuration d'un monochromateur de Czerny-Turner. Le monochromateur représenté sur la figure 6 comprend une fibre incidente 10, deux miroirs paraboliques 12, 13, un réseau de diffraction plan 14, une fente de sortie 16, un photodétecteur 18, une fente intermédiaire 20, deux miroirs de retour 22, 24, des plaques de verre 26, 28 et des fentes de coupure 17, 30. Le monochromateur représenté sur la figure 6 est différent du monochromateur représenté sur la figure 1 en ce que le miroir parabolique 13 y est ajouté et le mécanisme de retour comprenant le miroir de retour 22 et analogue est disposé au voisinage du
point focal de ce miroir parabolique supplémentaire 13.
Le faisceau mesuré, qui est introduit depuis l'extérieur par l'intermédiaire de la fibre incidente 10, est respectivement réfléchi et diffracté par un miroir parabolique 12 et le réseau de diffraction plan 14, puis recueilli par l'autre miroir parabolique 13. Le faisceau mesuré qui est recueilli par le miroir parabolique 13 traverse une plaque de verre 26, est réfléchi par un miroir de retour 22 pour que sa direction de parcours varie selon un angle de 90 degrés, traverse la fente intermédiaire 20 et une fente de coupure 30 disposée dans une position o le faisceau est recueilli, est réfléchi par l'autre miroir de retour 24 pour que sa direction de parcours soit modifiée selon un angle sensiblement de 90 degrés et ainsi revient vers le miroir parabolique 13 à travers l'autre plaque de verre 28. Le faisceau mesuré, qui est lancé vers le miroir parabolique 13 de nouveau de cette manière, chemine sur le chemin optique sur lequel il a cheminé jusqu'à présent en sens inverse et atteint le photodétecteur 18 après avoir traversé la fente de sortie 16 et la fente de coupure 17 disposée au
voisinage du point focal du miroir parabolique 12.
Ainsi, comme dans le monochromateur du premier mode de réalisation représentée sur la figure 1, le monochromateur selon ce mode de réalisation est doté de la fente intermédiaire 20 ainsi que de la fente de sortie 16, de sorte qu'il est possible d'assurer une plage dynamique encore accrue. De plus, puisque le nombre de diffractions par le réseau de diffraction plan 14 est de deux, il est possible d'améliorer la résolution. De plus, puisque l'utilisation des plaques de verre 26, 28 permet aux positions du faisceau cheminant sur le chemin optique normal et du faisceau cheminant sur le chemin optique inverse au voisinage de la fente intermédiaire 20 d'être différentes l'une de l'autre dans la direction des réglures du réseau de diffraction plan 14, seul le faisceau cheminant sur le chemin optique inverse peut être éliminé par la fente de coupure 30 en plaçant la fente de coupure 30 dans la position de la fente intermédiaire 20. De plus, la plage de réception de lumière du photodétecteur 18 peut être limitée en plaçant la fente de coupure 17 dans la position de la fente de sortie 16, de sorte que la lumière parasite lancée vers le photodétecteur 18 en cheminant sur le chemin optique inverse peut être encore réduite. En conséquence, il est possible de supprimer l'apparition du parasite et d'assurer une plage dynamique encore accrue. [Troisième mode de réalisation] La figure 7 représente une configuration d'un
monochromateur selon un troisième mode de réalisation.
Le monochromateur représenté sur la figure 7 comprend une fibre incidente 10, un miroir parabolique 12, un réseau de diffraction plan 14, un miroir plan 15, une fente de sortie 16, un photodétecteur 18, une fente intermédiaire 20, deux miroirs de retour 22, 24, des plaques de verre 26, 28 et des fentes de coupure 17, 30. La configuration du monochromateur représenté sur la figure 7 est la configuration du monochromateur représenté sur la figure 1 auquel est ajouté le miroir plan 15, de sorte que le nombre de
diffractions par le réseau de diffraction plan 14.
Le faisceau mesuré, qui est introduit depuis l'extérieur par l'intermédiaire de la fibre incidente 10, est respectivement réfléchi et diffracté par un miroir parabolique 12 et le réseau de diffraction plan 14, puis réfléchi par le miroir plan 15. Il est ensuite diffracté par le réseau de diffraction plan 14 pour la deuxième fois et recueilli par le miroir parabolique 12. Comme dans le premier mode de réalisation, le faisceau mesuré qui est recueilli par le miroir parabolique 12 traverse une plaque de verre 26, est réfléchi par le miroir de retour 22 pour que sa direction de parcours varie selon un angle de 90 degrés, traverse la fente intermédiaire 20 et une fente de coupure 30 disposée dans une position o le faisceau est recueilli, est réfléchi par l'autre miroir de retour 24 pour que sa direction de parcours soit modifiée selon un angle sensiblement de 90 degrés et ainsi revient du côté du miroir parabolique 12 à travers l'autre plaque de verre 28. Le faisceau mesuré, qui est lancé vers le miroir parabolique 12 de nouveau de cette manière, chemine sur le chemin optique sur lequel il a cheminé jusqu'à présent en sens inverse et atteint le photodétecteur 18 après avoir traversé la fente de sortie 16 et la fente de coupure 17 disposée au
voisinage du point focal du miroir parabolique 12.
De cette manière, le monochromateur selon ce mode de réalisation permet à sa résolution d'être amélioré en ajoutant le miroir plan 15 au monochromateur selon le monochromateur représenté sur la figure 1 ou la figure 6, doublant le nombre de diffractions par le
réseau de diffraction plan 14.
De plus, puisque l'utilisation des plaques de verre 26, 28 permet aux positions du faisceau cheminant sur le chemin optique normal et du faisceau cheminant sur le chemin optique inverse au voisinage de la fente intermédiaire 20 d'être différentes l'une de l'autre dans la direction des réglures du réseau de diffraction plan 14, seul le faisceau cheminant sur le chemin optique inverse peut être éliminé par la fente de coupure 30 en plaçant la fente de coupure 30 dans la position de la fente intermédiaire 20. De plus, la plage de réception de lumière du photodétecteur 18 peut être limitée en plaçant la fente de coupure 17 dans la position de la fente de sortie 16, de sorte que la lumière parasite lancée vers le photodétecteur 18 en cheminant sur le chemin optique inverse peut être encore réduite. En conséquence, il est possible de supprimer l'apparition du parasite et d'assurer une
large plage dynamique.
[Quatrième mode de réalisation] La figure 8 représente une configuration d'un
monochromateur selon un quatrième mode de réalisation.
Le monochromateur représenté sur la figure 8 comprend une fibre incidente 10, deux miroirs paraboliques 40, 48, un réseau de diffraction plan 42, deux miroirs plans 44, 46, une fente de sortie 16, un photodétecteur 18, une fente intermédiaire 20, deux miroirs de retour 22, 24, des plaques de verre 26, 28
et des fentes de coupure 17, 30.
Les deux miroirs plans 40, 48 sont disposés séparés l'un de l'autre d'une distance prédéterminée dans la direction des réglures du réseau de diffraction plan 42. L'extrémité émettrice de la fibre incidente 10 est disposée dans la position du point focal du miroir parabolique 40 et le faisceau mesuré, qui est émis radialement depuis l'extrémité émettrice de la fibre incidente 10, est réfléchi par le miroir parabolique 40 et converti en rayons parallèles. De plus, au voisinage du point focal de l'autre miroir parabolique 48, est disposé le mécanisme de retour comprenant le miroir de retour 22 et analogue et les rayons parallèles frappant le miroir parabolique 48 sont réfléchis de là et
recueillis au voisinage du mécanisme de retour.
Les deux miroirs plans 44, 46 sont disposés séparés l'un de l'autre dans la direction des réglures du réseau de diffraction plan 42. Un miroir plan 44 réfléchit le faisceau, qui est diffracté par le réseau de diffraction plan 42 dans une direction parallèle aux réglures du réseau de diffraction plan 42 selon un angle sensiblement de 90 degrés. L'autre miroir plan 46 réfléchit également le faisceau mesuré, qui est réfléchi par le miroir plan 44 selon un angle sensiblement de 90 degrés. Par ces deux miroirsplans 44, 46, le faisceau mesuré, qui est émis par le réseau de diffraction plan 42, est renvoyé vers le
réseau de diffraction plan 42.
Le faisceau mesuré, qui est introduit depuis l'extérieur par l'intermédiaire de la fibre incidente 10, est respectivement réfléchi ou diffracté par le miroir parabolique 40, le réseau de diffraction plan 42, un miroir plan 44, l'autre miroir plan 46 et le réseau de diffraction plan 42, puis recueilli par l'autre miroir parabolique 48. Le faisceau mesuré qui est recueilli par le miroir parabolique 48 traverse une plaque de verre 26, puis est réfléchi par un miroir de retour 22 pour que sa direction de parcours varie selon un angle de 90 degrés. Il traverse ensuite la fente intermédiaire 20 et une fente de coupure 30 disposée dans une position o le faisceau est recueilli, est réfléchi par l'autre miroir de retour 24 pour que sa direction de parcours soit modifiée selon un angle sensiblement de 90 degrés et revient ensuite vers le miroir parabolique 48 à travers l'autre plaque de verre 28. Le faisceau mesuré, qui est lancé vers le miroir parabolique 48 de nouveau de cette manière, chemine sur le chemin optique sur lequel il a cheminé jusqu'à présent en sens inverse et atteint le photodétecteur 18 après avoir traversé la fente de sortie 16 et la fente de coupure 17 disposée au
voisinage du point focal du miroir parabolique 40.
Ainsi, dans le monochromateur selon ce mode de réalisation, le faisceau diffracté émis par le réseau de diffraction plan 42 est de nouveau lancé dans le réseau de diffraction plan 42 en utilisant les deux miroirs plans 44, 46 pour renvoyer le faisceau selon un angle sensiblement de 180 degrés. Ainsi, le faisceau mesuré, qui est lancé par la fibre incidente 10, est diffracté deux fois par le même réseau de diffraction plan 42 jusqu'à ce qu'il atteigne l'autre miroir parabolique 48. De plus, le faisceau mesuré chemine ensuite sur le chemin optique sur lequel il a cheminé jusqu'à présent en sens inverse après avoir traversé la fente intermédiaire 20 et analogue disposée au voisinage du point focal du miroir parabolique 48, de sorte qu'il est diffracté par le réseau de diffraction plan 42 deux fois de plus. En conséquence, le nombre de fois o la diffraction est accrue, de sorte que la
résolution peut être améliorée.
De plus, l'utilisation des deux miroirs plans 44, 46 et des deux miroirs paraboliques 40, 48, permet au chemin optique du faisceau mesuré cheminant entre la fibre incidente 10 ou la fente de sortie 16 et un miroir plan 44 et au chemin optique du faisceau mesuré cheminant entre la fente intermédiaire 20 et l'autre miroir plan 46 d'être séparés l'un de l'autre dans la direction des réglures du réseau de diffraction plan 14. En conséquence, la position o la fibre incidente 10 et la fente de sortie 16 sont disposées et la position o les deux miroirs de retour 22, 24 sont disposés peuvent être séparées l'une de l'autre, de sorte qu'il est possible d'éviter de compliquer les parties o ils sont montés. De plus, le degré de liberté de la conception est amélioré et le montage de
ces composants est réalisé plus facilement.
De plus, puisque l'utilisation des plaques de verre 26, 28 permet aux positions du faisceau cheminant sur le chemin optique normal et du faisceau cheminant sur le chemin optique inverse au voisinage de la fente intermédiaire 20 d'être différentes l'une de l'autre dans la direction des réglures du réseau de diffraction plan 42, seul le faisceau cheminant sur le chemin optique inverse peut être éliminé par la fente de coupure 30 disposée dans la position de la fente intermédiaire 20. De plus, la plage de réception de lumière du photodétecteur 18 peut être limitée en plaçant la fente de coupure 17 dans la position de la fente de sortie 16, de sorte que la lumière parasite lancée vers le photodétecteur 18 cheminant sur le chemin optique inverse peut être encore réduite. En conséquence, il est possible de supprimer l'apparition
du parasite et d'assurer une large plage dynamique.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus et diverses modifications peuvent être imaginées à l'intérieur de l'esprit et de la portée de la présente invention. Par exemple, bien que dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, sur le chemin optique normal, une plaque de verre 26 est disposée avant un miroir de retour 22 et l'autre plaque de verre 28 est disposée après l'autre miroir de retour 24, une seule des deux plaques de verre 26, 28 peut être utilisée. De plus, comme représenté sur la figure 5, seul l'élément supérieur 30a de la fente de coupure 30 contribue à l'élimination de la lumière parasite. Pour cette raison, la plaque de coupure ne comportant que l'élément supérieur peut être utilisée en remplacement de la fente de coupure 30, tandis que la fente de coupure 30 est disposée de manière à croiser la fente intermédiaire 20, dans les modes de réalisation mentionnés ci-dessus. Dans ce cas, la plaque de coupure est disposée dans la position o la face inférieure de la plaque de coupure est agencée au voisinage du chemin optique normal du faisceau mesuré. Dans le cas o les angles d'inclinaison des plaques de verre 26, 28 sont fixés de façon à être dans des directions opposées entre elles, seul l'élément inférieur 30b de la fente de coupure 30 représenté sur la figure 5 contribue à l'élimination de la lumière parasite. En conséquence, la plaque de coupure comportant seulement l'élément inférieur 30b peut être utilisée comme remplacement pour la fente de coupure 30. Dans ce cas, il est requis que la plaque de coupure soit disposée dans la position o la face supérieure de la plaque de coupure est agencée au voisinage du chemin optique normal du
faisceau mesuré.
Claims (9)
1. Monochromateur comprenant un mécanisme de retour pour renvoyer un faisceau mesuré diffracté par un réseau de diffraction plan (14) et recueilli par un collimateur, caractérisé en ce que le mécanisme de retour comporte: des miroirs de retour (22, 24) pour renvoyer ledit faisceau mesuré, disposés côte à côte dans la direction du balayage des longueurs d'ondes lorsque ledit réseau de diffraction plan (14) tourne; un élément de déplacement pour déplacer ledit faisceau mesuré dans la direction des réglures dudit réseau de diffraction plan (14), disposé au voisinage desdits miroirs de retour (22, 24) sur un chemin optique normal; et une plaque de coupure disposée au voisinage desdits miroirs de retour (22, 24) sur ledit chemin
optique normal.
2. Monochromateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite plaque de coupure est une première fente de coupure (17) comportant une fente d'une largeur prédéterminée formée dans une direction perpendiculaire à la direction des réglures dudit
réseau de diffraction plan (14).
3. Monochromateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face supérieure ou la face inférieure de ladite plaque de coupure est disposée au
voisinage dudit chemin optique normal.
4. Monochromateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit élément de déplacement est un élément en forme de plaque fait d'un matériau transparent et une surface dudit élément en forme de plaque servant de plan d'incidence est inclinée par rapport à la direction du parcours dudit faisceau mesuré.
5. Monochromateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la quantité de déplacement par ledit élément de déplacement est plus grande que la largeur de ladite fente formée dans ladite première
fente de coupure (17).
6. Monochromateur selon la revendication 2, comprenant en outre: un photodétecteur (18) pour détecter ledit faisceau mesuré; une fente de sortie (16) disposée au voisinage dudit photodétecteur (18) et du côté d'incidence dudit faisceau mesuré et comporte une fente formée dans la direction parallèle aux réglures dudit réseau de diffraction plan (14); et une deuxième fente de coupure (30) qui est disposée au voisinage de ladite fente de sortie (16) et comporte une fente formée dans la direction perpendiculaire aux réglures dudit réseau de
diffraction plan (14).
7. Procédé spectrométrique, caractérisé en ce que lorsque le faisceau mesuré diffracté par un réseau de diffraction plan (14) est recueilli par un collimateur pour être renvoyé, ledit faisceau mesuré est déplacé par un élément de déplacement dans une direction parallèle aux réglures dudit réseau de diffraction plan (14) et est transmis à travers une première plaque de coupure disposée dans une position sur un chemin
optique normal dudit faisceau mesuré.
8. Procédé spectrométrique selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite plaque de coupure est une première fente de coupure (17) comportant une fente d'une largeur prédéterminée formée dans une direction perpendiculaire à la direction des
réglures dudit réseau de diffraction plan (14).
9. Procédé spectrométrique selon la revendication 7, caractérisé en ce que la face supérieure ou la face inférieure de ladite plaque de coupure est disposée au voisinage dudit chemin optique normal.
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