г. Новосибирск
Novosibirsk
г. Новосибирск
Novosibirsk
г. Новосибирск
Novosibirsk
Современные малогабаритные спектрометры построены в основном по схеме Черни – Тернера с плоской дифракционной решеткой, а для получения максимальной светосилы в ущерб разрешению — по схеме с вогнутой дифракционной решеткой с плоским полем. В таких спектрометрах спектр регистрирует линейка фотодетекторов. Цель работы — информирование специалистов о характеристиках разработанных авторами малогабаритных спектрометров, отличающихся использованием для регистрации спектров бескорпусных линеек фотодетекторов, что исключает переотражение излучения от покровного стекла линеек и снижает уровень фонового излучения, а также герметичностью корпусов спектрометров для повышения срока их службы. Приведены параметры модификаций спектрометра, построенного по схеме Черни – Тернера, основные достоинства которого — низкий уровень рассеянного света внутри прибора и одинаковое спектральное разрешение во всем рабочем диапазоне. Рабочее относительное отверстие в схеме Черни – Тернера ограничено аберрациями значением 1/6. С большим относительным отверстием позволяет работать схема с плоским полем. По такой схеме разработаны три модификации спектрометра, дано описание их основных параметров. Приведены результаты экспериментального сравнения светосилы и спектрального разрешения спектрометров с разными оптическими схемами. Представлены примеры использования разработанных спектрометров. Приборы, построенные по схеме Черни – Тернера, используют в атомно-эмиссионном и атомно-абсорбционном спектральном анализе, а также в спектрофотометрии для регистрации спектров поглощения конденсированных сред. С помощью спектрометра с плоским полем регистрируют люминесценцию и спектры комбинационного рассеяния минералов. Разработанные малогабаритные спектрометры имеют рабочий спектральный диапазон от 190 до 1100 нм с возможностью регистрации участков спектра шириной от 70 до 1000 нм, наилучшее разрешение 0,1 нм и уровень фонового излучения менее 0,05 %, при этом минимальная регистрируемая оптическая плотность более 3. Спектрометры с плоским полем имеют повышенную светосилу благодаря большому относительному отверстию 1/2,1.
Modern small-sized spectrometers are designed mainly by Czerny – Turner scheme with a flat diffraction grating, and with the goal of the maximum aperture at the expense of resolution — by the scheme with a concave diffraction grating with a flat field. Spectrum registration in such spectrometers is carried out by linear photodiode array. The aim of the work is to inform professionals about the characteristics of the compact spectrometers developed by the authors. These spectrometers use unpackaged linear photodiode arrays for spectrum registration that eliminate the reflection of radiation from the cover glass of the photodiode array and reduce stray-light. The tightness of the spectrometer housing increases their service life. The modification parameters of the spectrometer designed according to Czerny – Turner scheme are given. The main advantage of the spectrometer is the low stray-light inside the device and the same spectral resolution throughout the spectral range. The working aperture in Czerny – Turner scheme is limited by aberrations to 1/6. The scheme with a flat field allows operation with a larger working aperture. Three modifications of the spectrometer are developed according to this scheme (description of their main parameters is given). The results of experimental comparison of the spectrometers with different optical schemes in the light intensity and spectral resolution are presented, along with the examples of their application. Devices designed according to Czerny – Turner scheme are used in atomic emission, atomic absorption spectral analysis, and in spectrophotometry for registration of absorption spectra of condensed media. Luminescence and Raman spectra of minerals are recorded on a flat-field spectrometer. The developed compact spectrometers have an operating spectral range 190 – 1100 nm with the possibility of registering spectral regions from 70 to 1000 nm, the best resolution being 0.1 nm and the stray-light level less than 0.05% with the minimum recorded optical density of more than 3. Flat field spectrometers have an increased aperture due to the large working aperture 1/2.1.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.