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. Диспергирующий элемент пространственно разделяет лучи разных длин волн Я, направляя их под разными углами j, и в фокальной плоскости объектива 4 образуется спектр — совокупность изображений входной щели в лучах всех длин волн, испускаемых источником. Нужный участок спектра совмещают с выходной щелью поворотом диспергирующего элемента; изменяя ширину щели 5, меняют спектр, ширину dl выделенного участка.

Диспергирующими элементами М. служат дисперсионные призмы и дифракционные решётки. Их угл. дисперсия D=Dj/Dl вместе с фокусным расстоянием f объектива 4 определяет л и н е й н у ю д и с п е р с и ю Dl/Dl=D•f (Dj — угл. разность направлений лучей, длины волн к-рых отличаются на Dl; Dl — расстояние в плоскости выходной щели, разделяющее эти лучи). Призмы дешевле решёток в изготовлении и обладают большой дисперсией в УФ области. Однако их дисперсия значительно уменьшается с ростом К, и для разных областей спектра необходимы призмы из разных материалов. Решётки свободны от этих недостатков, имеют пост. высокую дисперсию во всём оптич. диапазоне и при заданном пределе разрешения позволяют построить М. с существенно большей светосилой, чем призменный М.

Кроме дисперсии, качество М. определяют его разрешающая способность и светосила. Разрешающая способность М., как и любого др. спектр. прибора, равна l/(Dl)*, где (Dl)*— наименьшая разность длин волн, ещё различимая в выходном излучении М.; она тесно связана с его аппаратной функцией, к-рую можно представить как распределение потока лучистой энергии по ширине изображения входной щели, освещаемой узко монохроматическим излучением. Светосила М. показывает, какая часть лучистой энергии, испускаемой источником в выделенном М. интервале dl, проходит через М. Она зависит от геом. хар-к М. (в частности, от размеров щелей и диспергирующего элемента) и от потерь на отражение и поглощение в оптич. системе М.

Объективы М. (коллиматорный и фокусирующий) могут быть линзовыми и зеркальными. Зеркальные объективы пригодны в более широком спектр. диапазоне, чем линзовые, и, в отличие от последних, не требуют перефокусировки при переходе от одного выделяемого участка спектра к другому. Это особенно удобно в невидимых для глаза УФ и ИК областях спектра, где и применяется преим. зеркальная оптика.

М. явл. важнейшей составной частью источников монохроматич. освещения, а также с п е к т ро ф о т о м е т р о в. В спектрофотометрии особенно важно избежать попадания в выходную щель М. рассеянного света с длинами волн, далёкими от выделяемого участка спектра. С этой целью часто применяют два М., конструктивно объединённых так, что выходная щель первого из них служит входной щелью второго. Одно из преимуществ таких двойных М.— их повышенная дисперсия.