ПРИБОРЫ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА, 2004, № 2, с. 164-165
_ ПРИБОРЫ, ИЗГОТОВЛЕННЫЕ _
--В ЛАБОРАТОРИЯХ -
УДК 621.383.52
МАЛОГАБАРИТНЫЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ У.Ф.-СПЕКТРОМЕТР ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ПЛАЗМЫ ПО МОЛЕКУЛЯРНЫМ СПЕКТРАМ © 2004 г. О. Н. Афонин*, В. Н. Колесников, Н. К. Павлычева**, А. М. Фуников***
Поступила в редакцию 24.06.2003 г. После доработки 24.10.2003 г.
В Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН совместно с МИФИ, КАУ и СКВ "Тантал" разработан, модернизирован и изготовлен специализированный компактный спектрометр "Сириус-УФм", удобный для диагностики плазмы по молекулярным спектрам в диапазоне 200-400 нм. Исследования в этом диапазоне обладают высокой информативностью, так как в нем находятся основные электронно-колебательные полосы излучения многих молекул и радикалов. Спектрометр может быть применен в особо сложных условиях, например, для диагностики течей в камере тока-маков, в космических экспериментах и др.
Оптическая схема спектрометра приведена на рис. 1.
Особенности спектрометра:
• применение (вместо обычной) неклассической дифракционной решетки с переменным шагом и кривизной штрихов - это позволило скорректировать аберрации и, прежде всего, астигматизм, обеспечить хорошее качество изображения спектра;
• нетрадиционное расположение решетки вне круга Роуланда, что обеспечило возможность лучшей коррекции аберраций;
• применение короткофокусной вогнутой решетки, что позволило на порядок уменьшить габариты и массу спектрометра по сравнению с традиционными решениями, а также на порядок увеличить его светосилу;
• применение (впервые) комплекса встроенных приемников излучения;
• отсутствие кинематических узлов, что имеет важное значение для использования прибора в космосе и других сложных условиях (весь спектр
регистрируется одновременно 512-канальными приемниками);
• применение приемно-регистрирующей системы (п.р.с.), которая может работать как в автоматическом (по заданной программе), так и в ручном режимах;
• в п.р.с. впервые применен и реализован принцип совмещения детекторов с разным уровнем чувствительности: это непосредственно двухполосная сенсибилизированная п.з.с.-линейка типа
035
10
* Московский инженерно-физический институт.
** Казанский авиационный университет (КАУ).
*** СКВ "Тантал", Москва.
37°20' 8 7
Рис. 1. 1 - входная щель; 2 - защитное стекло; 3 - фоторезистор; 4 - дифракционная решетка; 5 - ловушка нулевого порядка; 6 - светоделительная пластина; 7 -плоскость фокусировки спектра на э.о.п.; 7' - плоскость фокусировки спектра на п.з.с.-линейку; 8 - ди-хроичное зеркало.
2
МАЛОГАБАРИТНЫМ АВТОМАТИЧЕСКИМ У.Ф.-СПЕКТРОМЕТР
i, отн. ед.
1.0Н
0.5-
0 100 200 300 400 < канала
" 400 350 300 250 200 X, нм
Рис. 2. Спектрограмма.
"Кокуто", а также электронно-оптический преобразователь с микроканальным усилителем типа "Канал" и наклеенной на выходной экран п.з.с.-линейкой. Полоса линейки (широкая или
165
узкая) и время накопления (1-240 мс) варьируются. Все вместе позволило создать п.р.с. с шестью уровнями чувствительности. Переключение с одного уровня на другой осуществляется автоматически в зависимости от величины измеряемого потока излучения. В совокупности перекрывается диапазон 10-8-10-2 Вт/см2 ср • мкм.
Основные характеристики спектрометра. Рабочий диапазон 200-400 нм; обратная дисперсия 19 нм/мм; разрешаемый интервал 1 нм; входная апертура 1 : 3; время накопления 1-240 мс; динамический диапазон 10-8-10-2 Вт/см2 ср • мкм; питание 27 В; потребляемая мощность 25 Вт; габариты 220 х 200 х 160 мм; масса 3.1 кг.
Тестирование изготовленного спектрометра осуществлено по ртутному спектру. На рис. 2 приведена типичная спектрограмма. Для применения этого спектрометра в разных задачах достаточно перепрограммировать микропроцессор п.р.с. и создать (по месту применения) адекватную систему освещения входной щели.
Адрес для справок: Россия, 119991, Москва, Ленинский просп., 53, Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН. Телефон 135-79-34. E-mail: kolesn@mail1. lebedev.ru
ПРИБОРЫ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА № 2 2004
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.