SU1130747A2

SU1130747A2 - Растровый спектрометр с селективной модул цией

Info

Publication number: SU1130747A2
Application number: SU833535536A
Authority: SU
Inventors: Виктор Брунович Шлишевский
Original assignee: Новосибирский Институт Инженеров Геодезии,Аэрофотосъемки И Картографии
Priority date: 1983-01-10
Filing date: 1983-01-10
Publication date: 1984-12-23

Abstract

РАСТРОВЫЙ СПЕКТРОМЕТР С СЕЛЕКТИВНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ по авт. св. № 968629, отличающийс тем, что, с целью повышени его чувствительности и точности измерений при неравномерной освещенности пол выходного растра,расположенные в направлении дисперсии р ды прозрачных и непрозрачных пр моугольных элемен тов растров вьшолнены неодинаковыми по высоте, поичем высота злементов от одного р да к другому обратно пропорциональна средней освещенности вдоль этих р дов.

Description

00

4

vl

Изобретение относитс к спектральному приборостроению, а именно к спектральным приборам, предназначенным дп проведени точных спектрометрических измерений, в особенности слабых световых потоков в ИК области спектра.

По основному авт.св. № 968629 известен растровый спектрометр с селективной модул цией, используемый дл проведени точных спектрометрических измерений, в особенности слабых световых потоков в ИК области спектра, и содержащий установленные по ходу луча входной растр, коллиматорный. объектив, диспергирующую систему, фокусирующий объектив, выходной растр систему исключени посто нной составл ющей и приемно-регистрирующую систему . Входной и выходной растры сое-то т из одинакового числа прозрачных и непрозрачных пр моугольных элементов , которые расположены по полю растров в соответствии с положительными и отрицательными элементами в строках и столбцах матрицы Адамара, причем прозрачный элемент растра соответствуе отрицательному элементу матрицы. Расположенные в направлении дисперсии р ды прозрачных и непрозрачных пр моугольных элементов растров выполнены одинаковыми по высоте.

Такое выполнение растров при уелоВИИ совершенно равномерной освещенности по полю выходного растра обеспечиваёт получение аппаратной функции спектрометров без побочных максимумов ,что повьшает чувствитёльностк и точность спектрометрических измерений D .

Однако в известном приборе освещенность по полю выходного растра не может быть строго равномерной изза наличи аберраций оптической системы , виньетировани наклонных пучков . неточностей юстировки осветительной системы, неравномерной ркости по поверхности исследуемого источника и т.д.

в результате в контуре аппаратной функции спектрометра по вл ютс остаточные побочные максимумы которые снижают чувствительность и точность спектрометрических измерений.

Цель изобретени - повышение чувествительности иточности измерений спектрометра при неравномерной освещенности пол выходного растра.

Поставленна цель достигаетс тем что в растровом спектрометре с селективной модул цией расположенные в направлении дисперсии р ды прозрачных и непрозрачных пр моугольных элементов растров выполнены неодинаковыми по высоте, причем высота элементов от одного р да к другому обрётно пропорциональна средней освещенности вдоль этих р дов.

При высоте каждого р да элементов обратно пропорциональной средней освещенности вдоль р да, побочные максимумы в контуре аппаратной функции существенно уменьшаютс , а в некоторых случа х устран ютс почти полностью .

На фиг.1 изображена принципиальна схема растрового спектрометра с селективной модул цией{ на фиг.2 и 3 растры с неодинаковыми по высоте р дами прозрачных и непрозрачных элементов на фиг. 4 - 7 - примеры неравномерного распределени освещенности пол выходного растраI на фиг. 8 и 9 - соответствующие аппаратные функции известного спектрометра.

Растровый спектрометр (фиг.1) содержит входной растр 1, коллиматорный объектив 2, диспергирующую систему 3, фокусирующий объектив 4, выходной растр 5, систему исключени посто нной составл ющей, состо щую из объективов 6 и 7 и модул тора В, приемнорегистрирующую систему 9. Дисперги-рующа система 3 представл ет собой дифракционную решетку. Модул тор 8 имеет зеркальные ламели. Непрозрачные и прозрачные элементы растра имеют пр моугольную форму и расположены по полю в соответствии с 1 и

-1 в строчках и столбцах части матрицы: Ад мара QV.

Р ды прозрачных и непрозрачных элементов растров выполнены неодинаковыми по высоте в направлении дисперсии (фиг.2 и З). Высота каждого р да обратно пропорциональна, средней освещенности вдоль р да.

Устройство работает следующим образом .

Излучение от исследуемого источника проходит через прозрачные элементы входного растра 1. попадает на коллиматорный объектив 2 который формирует параллельный пучок и посьшает его на диспергирующую систему 3. Разложенное в спектр излучение попадает 3на фокусирующий объектив 4j который строит р д смещенных одно относитель ио другого монохроматических изображений входного растра на выходном растре 5. Из всех изображений только одно, соответствующее длине волны настройки J в точности совпадает с выходным растром. Дл этой длины волны величина проход щего через выходной растр светового потока F. пропорциональна общему числу прозра ных элементов в растре, Дп других длин волн Д световой поток F, значительно меньше и пропорционален числу взаимно совпадающих элементов выходного растра и части смещенного относительно его изображени входног растра. В свете, отраженном от зеркальных элементов выходного растра, световые потоки дл длин волн и Л равны соответственно и Г . Проход щий и отраженный потоки FJ. и Frt зеркальными объективами 6 и 7 направл ютс на вращающийс модул тор 8 с зеркальными ламел ми. При вращении модул тора 8 в пркемно-регистрирующую систему 9 поочередно поступают световые потоки, прощедши через растр 5 и отраженные от него. Приемно-регистрирующа система на .строена на частоту модул ции и регистрирует разность 0 Сканирование спектра осуществл ет с разворотом дифракционной рещетки В реальных услови х работы прибо ра освещенность по полю выходного растра неравномерна. Относительное распределение освещенности по полю выходного растра при исследовании выт нутых в одном направлении источников излучени подобно представлен 74 ному на фиг.6, а в общем случае на фиг.7. В случае распределени освещенности , представленного на фиг.6,освещенность вдоль каждого р да сохран етс посто нной, а от р да к р ду измен етс в соотношении 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 0,9; 0,8; 0,7, поэтому высоты р дов в растрах соотнос тс как 1/0,7 : 1/0,8:1/0,9 : 1/1 : 1/0,9 : 1/0,8 : 1/0,7. Такой растр изображен на фиг.2. , а соответствую-, ща ему аппаратна функци -на фиг,4, причем она полностью свободна от побочных максимумов, в отличие от аппаратной функции известного спектрометра фиг.8). В случае распределени освещенностей , представленного на фиг.7, средние значени освещенностей вдоль р дов измен ютс в соответствии с соотнощением 0,700: 0,771 : 0,814 : 829 : 0,814 ,0,771 : 0,700, поэтому высота р дов в растрах измен етс в соотнощении 1,184 : 1,074 : 1,018 : 1,000 : 1,018 : 1,074 :1,184 (фиг.З). Соответствующа аппаратна функци изображена на фиг.5 и имеет среднеквадратичный уровень побочных максимумов примерно в 2,6 раза меньще , чем аппаратна функци известного спектрометра (фиг.9). В предложенном спектрометре побочные максимумы в контуре аппаратной функции существенно уменьшены или устранены полностью за счет того,что расположенные в направлении дисперсии р ды прозрачных и непрозрачных пр моугольных элементов растров выполнены неодинаковыми по высоте, причем высота р дов обратно пропорциональна средней освеп1енности вдоль р дов.

Ы

-Y/2

Y/2

ФигМ

т

Фиг.5

f

1.0

±г/г

Фиг.

Claims

РАСТРОВЫЙ СПЕКТРОМЕТР С СЕЛЕКТИВНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ по авт. св. № 968629, отличающийся тем, что, с целью повышения его чувствительности и точности измерений при неравномерной освещенности поля выходного растра,расположенные в направлении дисперсии ряды прозрачных и непрозрачных прямоугольных элемен* тов растров выполнены неодинаковыми по высоте, лвичем высота элементов от одного ряда к другому обратно пропорциональна средней освещенности вдоль этих рядов.