ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Изготовление копий дифракционных решеток и контроль их качества из "Спектральные приборы и техника спектроскопии" Цель работы изготовить копию дифракционной решетки одним из двух описанных в работе способов и проверить ее качество. [c.137] Для выполнения работы необходимо иметь интерферометр типа Майкельсона или Кестерса, прибор для контроля разрешающей способности, термостат, уровень, имеющий точность Г, и некоторые вспомогательные материалы и химические вещества. [c.137] Производство дифракционных решеток — процесс весьма сложный и тонкий. Для получения решеток хорошего качества величина ошибки в расстоянии между штрихами должна быть не более чем 1 % от постоянной решетки. На всей длине решетки среднего размера допускается общая погрешность до 0,1 мкм. Такая весьма сложная технологическая задача могла быть решена только путем применения точных и сложных делительных машин. В СССР первая делительная машина была построена в 1949 г. В настоящее время технология производства дифракционных решеток в нашей стране вполне освоена. Построены усовершенствованные делительные машины с интерференционным контролем, обеспечивающие нарезание решеток с большой точностью при отсутствии ложных линий — духов . [c.137] На рис. 90, а дан общий вид делительной машины для нарезания дифракционных решеток длиной до 250 мм. Основой делительной машины являются два синхронно работающих делительных винта, которые смонтированы на общей станине. В рабочем режиме винты вращаются синхронно при помощи двух точных червячных колес 4. С помощью гайки винты передвигают двойную каретку 5. [c.138] Для компенсации периодической ошибки делительного винта имеется коррекционный механизм 2, смонтированный на червячном колесе главного винта (рис. 90, а). [c.139] Ответственной частью машины является резцовая каретка 3, которая совершает возвратно-поступательное движение с помощью кривошипно-шатунного механизма 1. Резцовый и делительный механизмы имеют общий привод, который смонтирован на отдельном основании. Штрихи наносятся с помощью алмазного резца, который имеет определенный профиль заточки. Резец работает в чрезвычайно трудных условиях. Глубина и форма канавки, наносимой резцом, должна сохраняться строго постоянной на всей длине решетки. Нетрудно подсчитать, что резец при нарезании решетки средней длины (100 мм) должен пройти без переточки около 8,5 км, если длина штриха 70 мм и решетка обладает 1200 шт1мм. Для этой цели применяется алмазный резец. Штрихи образуются путем деформации алюминиевого слоя. При этом должно быть обеспечено постоянное и заранее рассчитанное давление резца на заготовку. Это давление зависит от числа штрихов на 1 жж и в среднем равно 4—5 г. Толщина слоя алюминия определяется числом штрихов на миллиметр и составляет от 0,15 до 2 мкм. [c.139] Таким образом, нарезание всей решетки—процесс достаточно длительный, он определяется 30—150 ч в зависимости от размера решетки. Перед началом процесса нарезания машина работает на холостом ходу в течение 5—20 ч для установления нужного режима работы. По окончании процесса машина выключается автоматически. [c.139] Оригинальные дифракционные решетки дороги. В ряде случаев в спектральном приборе можно использовать в качестве диспергирующего элемента копию дифракционной решетки, которая может быть выполнена с высокой точностью. [c.139] Для изготовления копий дифракционных решеток могут быть использованы двухступенный и одноступенный способы. [c.139] Рассмотрим оба способа изготовления копий. [c.139] После удаления пыли беличьей кисточкой на поверхность решетки выливается из пробирки 0,06 мл 4-процентного раствора полиметилметакрилата в толуоле для получения пленки толщиной 20—25 мкм (рис. 91, а). Для того чтобы замедлить испарение растворителя (толуола), решетку покрывают стеклянным колпаком, оставляя лишь узкий зазор для отвода паров (рис. 91, б). [c.140] После образования пленки на решетке необходимо пленку вместе с решеткой отжечь для снятия возможных внутренних напряжений. Для этого решетку нагревают в термостате до 120° С, выдерживают при этой температуре 15—20 мин (рис. 91, е) и затем медленно охлаждают в термостате до комнатной температуры. Для облегчения снятия пленки решетку с пленкой помещают на 15—20 мин в дистиллированную воду (рис. 91, г). Пленку с решетки очень осторожно снимают под водой, начиная с краев, с помощью бритвы. Затем пленку помещают в кювету с дистиллированной водой вниз отпечатком. [c.140] Получение желатинового слоя на заготовке из стекла. Эта операция является не менее ответственной, чем предыдущая. Получение хорошего желатинового слоя требует определенного навыка и тщательности в работе. Заготовка из стекла должна быть приготовлена в соответствии с размером решетки, полирована с точностью до 0,1 полосы и промыта хромовой смесью. [c.140] Перед нанесением на пластинку гелеобразный 10-процентный раствор желатины нагревают до 45—50° С. Желатиновый слой сначала наносится на формующую пластинку, представляющую собой такую же стеклянную пластину, как и заготовка, но несколько большего размера (на 10—20 мм). [c.140] Желатиновый слой формируется между двумя пластинками — формующей и заготовкой. Для этого расплав желатины выливается за формующую пластину (рис. 91, е). Заготовка, нагретая также до 45—50° С, накладывается на пластину так, чтобы вокруг заготовки остались свободные края пластины шириной 5—10 мм. Наложение заготовки следует производить медленно, чтобы избежать захвата пузырьков воздуха. [c.142] Заготовку закрепляют на формующей пластинке лентой лейкопластыря или изоляционной лентой (рис. 91, ж), чтобы не допустить соскальзывания заготовки. Через 1—1,5 ч после образования прочного геля подсохшие вне заготовки края желатины осторожно удаляются, а заготовку начинают медленно сдвигать к краю формующей пластины (рис. 91, з). Толщина получаемого желатинового слоя колеблется от 0,5 до 0,8 мкм. При желании можно задать и другую толщину желатинового слоя, меняя концентрацию желатины. Небольшое количество царапин и пузырьков на заготовке не является препятствием для продолжения работы. [c.142] Получение позитивного отпечатка на желатиновом слое. Заготовка с желатиновым слоем погружается в дистиллированную воду, в которой уже находится негативная пленка. Негативная пленка плавает на поверхности воды вниз отпечатком решетки под пленку подводится заготовка с желатиновым слоем, и она аккуратно накладывается на желатиновый слой заготовки сразу всей поверхностью (рис. 91, и). После этого заготовку вместе с пленкой вынимают из воды и начинают процесс печати. [c.142] Печать может производиться на центрифуге или без нее. В первом случае заготовка вместе с пленкой вращается в течение 2— 3 ч вокруг вертикальной оси, а затем высушивается в состоянии покоя в течение 18—23 ч. [c.142] Во втором случае заготовка с пленкой ставится в горизонтальное положение и свободно высушивается в течение 35—40 ч (рис. 91, к). Печать заканчивается, когда появляется слабая цветная картина на поверхности пленки. Наконец, пленку очень осторожно и медленно снимают с желатинового слоя (рис. 91, л). [c.142] Таким образом, копия решетки готова, а негативная пленка может быть использована в дальнейшем для печати. Копию решетки затем помещают в термостат (рис. 91, ж) и закрепляют позитив в течение 30—40 мин, поддерживая температуру около 200° С. После этой операции поверхность копии может быть покрыта алюминием обычным способом вакуумного испарения. [c.142] Вернуться к основной статье