Для чего нужен монохроматор
Монохроматор
Полезное
Смотреть что такое «Монохроматор» в других словарях:
монохроматор — монохроматор … Орфографический словарь-справочник
МОНОХРОМАТОР — спектральный оптич. прибор для выделения узких участков спектра оптического излучения. М. состоит (рис.) из входной щели 1, освещаемой источником излучения, коллиматора 2, диспергирующего элемента 3, фокусирующего объектива 4 и выходной щели 5.… … Физическая энциклопедия
Монохроматор — спектральный оптико механический прибор, предназначенный для выделения монохроматического излучения. Принцип работы основан на дисперсии света. Устройство Монохроматор состоит из следующих основных частей и узлов: входная спектральная щель,… … Википедия
МОНОХРОМАТОР — в оптике прибор для выделения узких интервалов длин волн (частот) оптического излучения. Основные элементы дисперсионные призмы и дифракционные решетки … Большой Энциклопедический словарь
Монохроматор — устройство, предназначенное для выделения корпускулярного или волнового излучения с определённой энергией из пучка излучения с широким энергетическим спектром. Термины атомной энергетики. Концерн Росэнергоатом, 2010 … Термины атомной энергетики
монохроматор — в оптике, прибор для выделения узких интервалов длин волн (частот) оптического излучения. Основные элементы дисперсионные призмы и дифракционные решётки. * * * МОНОХРОМАТОР МОНОХРОМАТОР в оптике, прибор для выделения узких интервалов длин волн… … Энциклопедический словарь
монохроматор — monochromatorius statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtaisas siauriems optinių bangų ilgių arba dažnių intervalams išskirti. atitikmenys: angl. monochromator vok. Monochromator, m rus. монохроматор, m pranc. monochromateur … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
монохроматор — monochromatorius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. monochromator vok. Monochromator, m rus. монохроматор, m pranc. monochromateur, m … Fizikos terminų žodynas
монохроматор — (моно + chroma, chrdmatos цвет) прибор для выделения оптического излучения в узком интервале длин волн; применяется при некоторых видах лабораторных исследований … Большой медицинский словарь
МОНОХРОМАТОР — в оптике, прибор для выделения узких интервалов длин волн (частот) оп тич. излучения. Осн. элементы дисперсионные призмы и дифракц. решётки … Естествознание. Энциклопедический словарь
Монохроматор
СОДЕРЖАНИЕ
Использует [ редактировать ]
Устройство, которое может производить монохроматический свет, находит множество применений в науке и оптике, поскольку многие оптические характеристики материала зависят от длины волны. Хотя существует ряд полезных способов выбора узкого диапазона длин волн (который в видимом диапазоне воспринимается как чистый цвет), не так много других способов легко выбрать любой диапазон длин волн из широкого диапазона. См. Ниже обсуждение некоторых применений монохроматоров.
В жесткой рентгеновской и нейтронной оптике кристаллические монохроматоры используются для определения волновых условий на приборах.
Методы [ править ]
Коллимация [ править ]
Монохроматор Черни – Тернера [ править ]
На выходной щели цвета света распределяются (на видимом изображении показаны цвета радуги). Поскольку каждый цвет попадает в отдельную точку в плоскости выходной щели, имеется серия изображений входной щели, сфокусированных на плоскости. Поскольку входная щель имеет конечную ширину, части близлежащих изображений перекрываются. Свет, выходящий из выходной щели ( G ), содержит все изображение входной щели выбранного цвета плюс части изображений входной щели близлежащих цветов. Вращение диспергирующего элемента заставляет цветную полосу перемещаться относительно выходной щели, так что желаемое изображение входной щели центрируется на выходной щели. Диапазон цветов на выходе из выходной щели зависит от ее ширины. Ширина входной и выходной щели регулируется вместе.
Рассеянный свет [ править ]
Спектральная полоса пропускания [ править ]
Дисперсия [ править ]
Дисперсия монохроматора характеризуется как ширина полосы цветов на единицу ширины щели, например, 1 нм спектра на мм ширины щели. Этот коэффициент постоянен для решетки, но меняется в зависимости от длины волны призмы. Если сканирующий призменный монохроматор используется в режиме постоянной полосы пропускания, ширина щели должна изменяться при изменении длины волны. Дисперсия зависит от фокусного расстояния, порядка решетки и разрешающей способности решетки.
Диапазон длин волн [ править ]
Диапазон регулировки монохроматора может охватывать видимый спектр и некоторую часть обоих или любого из ближайших ультрафиолетовых (УФ) и инфракрасных (ИК) спектров, хотя монохроматоры предназначены для большого разнообразия оптических диапазонов и для очень многих конструкций.
Двойные монохроматоры [ править ]
Дифракционные решетки и светящиеся решетки [ править ]
Исходные дифракционные решетки высокого разрешения были исключены. Создание высококачественных управляющих двигателей было большим мероприятием (а также чрезвычайно сложным в прошлые десятилетия), а хорошие решетки стоили очень дорого. Наклон треугольной канавки в линейчатой решетке обычно регулируется для повышения яркости определенного порядка дифракции. Это называется поджиганием решетки. Линейчатые решетки имеют дефекты, которые создают слабые «призрачные» дифракционные порядки, которые могут повысить уровень рассеянного света монохроматора. Более поздняя фотолитографическая техника позволяет создавать решетки из голографической интерференционной картины. Голографические решеткиимеют синусоидальные канавки и поэтому не такие яркие, но имеют более низкий уровень рассеянного света, чем светящиеся решетки. Практически все решетки, фактически используемые в монохроматорах, представляют собой тщательно изготовленные копии линейчатых или голографических мастер-решеток.
Призмы [ править ]
Фокусное расстояние [ править ]
Узость полосы цветов, которую может генерировать монохроматор, связана с фокусным расстоянием коллиматоров монохроматора. К сожалению, использование оптической системы с большим фокусным расстоянием также снижает количество света, которое может быть принято от источника. Монохроматоры с очень высоким разрешением могут иметь фокусное расстояние 2 метра. Создание таких монохроматоров требует особого внимания к механической и термической стабильности. Для многих применений считается, что монохроматор с фокусным расстоянием около 0,4 метра имеет отличное разрешение. Многие монохроматоры имеют фокусное расстояние менее 0,1 метра.
Высота щели [ править ]
Наиболее распространенная оптическая система использует сферические коллиматоры и, таким образом, содержит оптические аберрации, которые искривляют поле, в котором изображения щелей попадают в фокус, так что щели иногда изогнуты, а не просто прямые, чтобы приблизиться к кривизне изображения. Это позволяет использовать более высокие щели, собирая больше света, сохраняя при этом высокое спектральное разрешение. В некоторых конструкциях используется другой подход и вместо этого для коррекции кривизны используются тороидальные коллимирующие зеркала, позволяющие получить более высокие прямые щели без ущерба для разрешения.
Длина волны против энергии [ править ]
Монохроматоры часто калибруются в единицах длины волны. Равномерное вращение решетки вызывает синусоидальное изменение длины волны, которое приблизительно линейно для малых углов решетки, поэтому такой прибор легко построить. Однако многие из основных физических явлений, которые изучаются, являются линейными по энергии, и, поскольку длина волны и энергия имеют взаимную зависимость, спектральные картины, которые просты и предсказуемы при построении графика в зависимости от энергии, искажаются при отображении в зависимости от длины волны. Некоторые монохроматоры откалиброваны в единицах обратных сантиметров или некоторых других единицах энергии, но шкала может быть нелинейной.
Динамический диапазон [ править ]
Приложения [ править ]
Монохроматоры используются во многих оптических измерительных приборах и в других приложениях, где требуется настраиваемый монохроматический свет. Иногда монохроматический свет направляется на образец и измеряется отраженный или прошедший свет. Иногда белый свет направляется на образец, и монохроматор используется для анализа отраженного или прошедшего света. Во многих флуорометрах используются два монохроматора ; один монохроматор используется для выбора длины волны возбуждения, а второй монохроматор используется для анализа излучаемого света.
Автоматический сканирующий спектрометр включает механизм для изменения длины волны, выбранной монохроматором, и для регистрации результирующих изменений измеряемой величины в зависимости от длины волны.
Абсорбционные спектрофотометры часто содержат монохроматор для подачи света на образец. Некоторые абсорбционные спектрофотометры имеют возможность автоматического спектрального анализа.
Абсорбционные спектрофотометры находят множество повседневных применений в химии, биохимии и биологии. Например, они используются для измерения концентрации или изменения концентрации многих веществ, поглощающих свет. Критические характеристики многих биологических материалов, например многих ферментов, измеряются путем запуска химической реакции, которая вызывает изменение цвета, зависящее от присутствия или активности изучаемого материала. [4] Оптические термометры были созданы путем калибровки изменения оптической плотности материала в зависимости от температуры. Есть много других примеров.
В УФ, видимом и ближнем ИК диапазонах спектрофотометры поглощения и отражения обычно освещают образец монохроматическим светом. В соответствующих ИК-приборах монохроматор обычно используется для анализа света, исходящего от образца.
Монохроматоры также используются в оптических приборах, которые измеряют другие явления, помимо простого поглощения или отражения, везде, где цвет света является значительной переменной. Спектрометры кругового дихроизма содержат, например, монохроматор.
Лазеры производят намного более монохроматический свет, чем обсуждаемые здесь оптические монохроматоры, но только некоторые лазеры легко настраиваются, и эти лазеры не так просты в использовании.
Монохроматический свет позволяет измерять квантовую эффективность (QE) устройства формирования изображения (например, ПЗС- или КМОП-формирователя изображения). Свет из выходной щели проходит либо через рассеиватели, либо через интегрирующую сферу на устройство формирования изображения, в то время как калиброванный детектор одновременно измеряет свет. Координация формирователя изображения, откалиброванного детектора и монохроматора позволяет рассчитать носители (электроны или дырки), генерируемые для фотона с заданной длиной волны, QE.
МОНОХРОМАТОР
Полезное
Смотреть что такое «МОНОХРОМАТОР» в других словарях:
монохроматор — монохроматор … Орфографический словарь-справочник
Монохроматор — спектральный оптико механический прибор, предназначенный для выделения монохроматического излучения. Принцип работы основан на дисперсии света. Устройство Монохроматор состоит из следующих основных частей и узлов: входная спектральная щель,… … Википедия
МОНОХРОМАТОР — в оптике прибор для выделения узких интервалов длин волн (частот) оптического излучения. Основные элементы дисперсионные призмы и дифракционные решетки … Большой Энциклопедический словарь
Монохроматор — устройство, предназначенное для выделения корпускулярного или волнового излучения с определённой энергией из пучка излучения с широким энергетическим спектром. Термины атомной энергетики. Концерн Росэнергоатом, 2010 … Термины атомной энергетики
Монохроматор — в оптике, прибор для выделения узких интервалов длин волн (частот) оптического (т. е. видимого, инфракрасного или ультрафиолетового) излучения; один из спектральных приборов (См. Спектральные приборы). М. состоит (рис.) из входной щели 1 … Большая советская энциклопедия
монохроматор — в оптике, прибор для выделения узких интервалов длин волн (частот) оптического излучения. Основные элементы дисперсионные призмы и дифракционные решётки. * * * МОНОХРОМАТОР МОНОХРОМАТОР в оптике, прибор для выделения узких интервалов длин волн… … Энциклопедический словарь
монохроматор — monochromatorius statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtaisas siauriems optinių bangų ilgių arba dažnių intervalams išskirti. atitikmenys: angl. monochromator vok. Monochromator, m rus. монохроматор, m pranc. monochromateur … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
монохроматор — monochromatorius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. monochromator vok. Monochromator, m rus. монохроматор, m pranc. monochromateur, m … Fizikos terminų žodynas
монохроматор — (моно + chroma, chrdmatos цвет) прибор для выделения оптического излучения в узком интервале длин волн; применяется при некоторых видах лабораторных исследований … Большой медицинский словарь
МОНОХРОМАТОР — в оптике, прибор для выделения узких интервалов длин волн (частот) оп тич. излучения. Осн. элементы дисперсионные призмы и дифракц. решётки … Естествознание. Энциклопедический словарь
Монохроматор
Монохроматор — спектральный оптико-механический прибор, предназначенный для выделения монохроматического излучения. Принцип работы основан на дисперсии света.
Устройство
Монохроматор состоит из следующих основных частей и узлов: входная спектральная щель, коллиматорный объектив, диспергирующий элемент (призма или дифракционная решётка), фокусирующий объектив и выходная спектральная щель, которая выделяет излучение, принадлежащее узкому интервалу длин волн. Возможность сканирования спектра (выбора нужного спектрального диапазона) обеспечивается путем поворота диспергирующего элемента. Для обеспечения точности поворот осуществляется с помощью специального передаточного механизма, управление последним в различных моделях может осуществляться вручную (последовательно перебирая необходимые длины волн) или автоматически (с помощью готового или собственного программного обеспечения).
Также существуют двойные монохроматоры, представляющие собой последовательно сочленённые монохроматоры, в которых излучение из выходной щели первого монохроматора направляется во входную щель второго.
Полезное
Смотреть что такое «Монохроматор» в других словарях:
монохроматор — монохроматор … Орфографический словарь-справочник
МОНОХРОМАТОР — спектральный оптич. прибор для выделения узких участков спектра оптического излучения. М. состоит (рис.) из входной щели 1, освещаемой источником излучения, коллиматора 2, диспергирующего элемента 3, фокусирующего объектива 4 и выходной щели 5.… … Физическая энциклопедия
МОНОХРОМАТОР — в оптике прибор для выделения узких интервалов длин волн (частот) оптического излучения. Основные элементы дисперсионные призмы и дифракционные решетки … Большой Энциклопедический словарь
Монохроматор — устройство, предназначенное для выделения корпускулярного или волнового излучения с определённой энергией из пучка излучения с широким энергетическим спектром. Термины атомной энергетики. Концерн Росэнергоатом, 2010 … Термины атомной энергетики
Монохроматор — в оптике, прибор для выделения узких интервалов длин волн (частот) оптического (т. е. видимого, инфракрасного или ультрафиолетового) излучения; один из спектральных приборов (См. Спектральные приборы). М. состоит (рис.) из входной щели 1 … Большая советская энциклопедия
монохроматор — в оптике, прибор для выделения узких интервалов длин волн (частот) оптического излучения. Основные элементы дисперсионные призмы и дифракционные решётки. * * * МОНОХРОМАТОР МОНОХРОМАТОР в оптике, прибор для выделения узких интервалов длин волн… … Энциклопедический словарь
монохроматор — monochromatorius statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtaisas siauriems optinių bangų ilgių arba dažnių intervalams išskirti. atitikmenys: angl. monochromator vok. Monochromator, m rus. монохроматор, m pranc. monochromateur … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
монохроматор — monochromatorius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. monochromator vok. Monochromator, m rus. монохроматор, m pranc. monochromateur, m … Fizikos terminų žodynas
монохроматор — (моно + chroma, chrdmatos цвет) прибор для выделения оптического излучения в узком интервале длин волн; применяется при некоторых видах лабораторных исследований … Большой медицинский словарь
МОНОХРОМАТОР — в оптике, прибор для выделения узких интервалов длин волн (частот) оп тич. излучения. Осн. элементы дисперсионные призмы и дифракц. решётки … Естествознание. Энциклопедический словарь
Устройство и принцип работы монохроматора
Рисунок 3.1. Принципиальная схема монохроматора
Но обычно сканирование производится не перемещением щели, а поворотом системы Д. Каждому фиксированному повороту системы Д соответствует излучение с определенной длиной волны. В данной лабораторной работе для изучения зависимости фототока от λ используется монохроматор УМ – 2, оптическая схема которого приведена на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2. Оптическая схема монохроматора УМ – 2
На рисунке 3.2 цифрами обозначены:
1 – источник света; 2 – защитное стекло кожуха лампы; 3 – конденсор;
4 – линза, F =140 мм; 5 – призма сравнения; 6 – входная щель переменной ширины; 7 – объектив коллиматора; 8 – диспергирующая призма Аббе; 9 – объектив зрительной трубы; 10 – съемная выходная щель переменной ширины; 11 – защитное стекло.
Внешний вид монохроматора приведен на рисунке 3.3.
Рисунок 3.3. Внешний вид монохроматора
Все узлы монохроматора: коллиматор 7, призменный столик 3 и выходная труба 2 размещаются на одном основании, установленном на оптической скамье вместе с осветителем и приемником излучения. Входная щель монохроматора раскрывается поворотом барабана 10 с делениями (цена деления 0,01 мм). На входную щель можно надеть насадку 8 с линзой F = 140 мм и призмой сравнения, включаемой рукояткой 9. В насадку входит фигурная диаграмма, ограничивающая щель по высоте. Высота щели определяется по шкале с ценой деления 1,2 мм, которая нанесена на правой верхней части диафрагмы. Отсчет снимается против края корпуса щели. Ножи входной щели установлены в фокальной плоскости объектива коллиматора. Так как фокусное расстояние объектива для разных волн различно, то предусмотрена возможность фокусировки объектива с помощью маховика 12. Положение объектива коллиматора определяется по шкале 6 с нониусом. Шкала освещена лампой 5, которая включается тумблером 16. В трубе коллиматора между щелью и объективом помещен затвор, с помощью которого можно прекратить доступ света в прибор. Движением затвора управляют рукояткой 11. Столик 3 с призмой 4 установлен на нижнем столике с рычагом, получающим движение от микрометрического винта 13 поворотного механизма. На измерительном барабане 14 поворотного механизма нанесены относительные деления – градусы. Отсчитываются деления напротив индекса, скользящего по спиральной канавке.
По окончании работы выходные окна щелей закрываются металлическими колпачками во избежание загрязнений щелей. Монохроматор можно сделать спектроскопом постоянного отклонения, для чего нужно патрубок со щелью заменить патрубком зрительной трубы.