Оптические спектральные приборы - Скоков И.В.
Скачать (прямая ссылка):
призмы. iJiiili
Если боковые призмы изготовлены из стекла К - 8 (п0 — а центральная — из стекла ТФ-5 (п — 1,75), то
$тах ~~
120°. ОдНОг;[!!|1|||||
временно вследствие уменьшения угла падения и угла выхода света из призмы уменьшаются потери на отражение и увеличивается пло-^'^Щ;; щадь сечения пучка. Призма Резерфорда дает возможность получать;;;;;;^ дисперсию в 1,5—2 раза большую, чем обычная призма из того >iKi;:||:|||| стекла. При заданной дисперсии потери на отражение у одиночноЙ;|:|!!1||||||
призмы больше, но при той же ширине пучка длина хода лучей в склеенной призме больше, чем в одиночной, что увеличивает световые потери. Это особенно ощутимо в фиолетовой области спектра, где поглощение стекла из тяжелых флинтов уже заметно.
Призма прямого зрения Амичи. Призма состоит из трех склеенных призм со значительно различающимися дисперсиями (рис. 80, б), причем средняя призма — из флинта, а боковые — из крона. Призмы иодбирают таким образом, чтобы угол отклонения для средней части спектра был равен нулю. Излучение более коротких длин волн отклоняется в сторону основания средней призмы, более длинноволновое — в сторону ее вершины. Призма Амичи не обеспечивает столь высокую дисперсию, как призма Резерфорда. Вследствие большой длины хода луча в призме Амичи поглощается больше света, чем в одиночной призме. Это обусловило ограниченное распространение призмы Амичи: ее используют, например, в малогабаритных спектроскопах, а также в тех спектрографах небольшой дисперсии, когда по конструктивным соображениям необходимо обеспечить совпадение осей коллиматорного и камерного объективов.
Призма Корню. Основным материалом для призм, работающих в УФ области спектра, является кристаллический кварц. Однако оптическая анизотропия этого материала осложняет изготовление и применение таких призм. Поэтому призмы из кристаллического кварца изготовляют таким образом, чтобы избежать влияния двойного лучепреломления и оптической активности кварца на качество спектра. Наиболее распространенным типом призм, используемым для УФ области, является призма Корню. Она состоит из двух прямоугольных призм с преломляющим углом около 30° (рис. 80, в), вырезанных таким образом, чтобы луч, идущий параллельно основанию (в условиях минимума отклонения для совокупности обеих призм), распространялся вдоль оптической оси кристалла. Призмы изготовляют из право- и левовращающего кварца; кристаллографические оси кристалла ориентируют параллельно основанию призм.
В результате этого вращения плоскости поляризации не происходит. Однако лучи, идущие под углом к оси, испытывают двойное лучепреломление. Вращение плоскости поляризации для таких лучей также не скомпенсировано. В автоколлимационной установке эффект , вращения плоскости поляризации компенсируется, поэтому здесь может быть применена полупризма, изготовленная из кварца любого сорта.
Рассмотрим некоторые призмы и системы призм постоянного отклонения. Как было указано выше, оптимальной установкой призмы является такая, при которой отклоняющий угол имеет минимальное значение. При сканировании спектра, которое, как правило, осуществляется поворотом призмы или призменной системы, необходимо обеспечить постоянство углов отклонения для всех длин волн. Это достигается применением специальных призм, систем призм и комбинаций призма — зеркало.
Призма Аббе. Эта призма как бы состоит из трех призм (рис. 80, г), из которых две — диспергирующие призмы с преломля-
ИЗ
Рис. 8L Призменные системы некоторых типов
ющим углом 30°, а третья — сорокапятиградусная призма полного внутреннего отражения, поворачивающая лучи на угол 90°. При установке призмы в положение наименьшего отклонения лучи света проходят параллельно основанию тридцатиградусных призм. В условиях минимума отклонения углы входа луча в призму и выхода из нее равны по абсолютной величине, но противоположны по знаку. Следовательно, угол отклонения составляет 90°. Угловая дисперсия призмы равна угловой дисперсии шестидесятиградусной призмы.
При изготовлении призмы Аббе требуется высокооднородный материал, что для большого стеклянного блока выполнить трудно. За счет большой длины хода луча призма имеет большой объем и массу. Кроме того, свет, рассеянный4 гранями призм полного внутреннего отражения, приводит к загрязнению спектра. Поэтому призма Аббе часто выполняется склеенной из трех призм (рис. 80, д). Для уменьшения поглощения крайние призмы выполняют из стекла с большой дисперсией, а среднюю призму, в которой практически не происходит дисперсии, — из прозрачного кронового стекла^ Иногда для кварцевой призмы Аббе вместо призмы полного внутреннего отражения используют зеркало.
Призма Литтрова. Часто, в особенности для больших приборов, вместо призмы Корню применяют автоколлимационную призму, которая представляет собой комбинацию одной половины призмы Корню с зеркалом (рис. 80, е). В призме Литтрова компенсация вращения плоскости поляризации происходит, как и в призме Корню, однако потребность в дорогом материале уменьшается вдвое. Для видимой области спектра призмы такого типа изготовляются из стекла.
