ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Элементы фильтрации светового потока из "Приборы и методы анализа в ближней инфракрасной области" Длина волны, при которой наблюдается максимальное пропускание светофильтров в ближней ИК-области, Хмакс должна на.хо-диться в пределах от 0,7 до 3,0 мкм. Этому требованию удовлетворяют пропускающие и отражающие интерференционные светофильтры, некоторые дисперсионные светофильтры и фильтры-монохроматоры. [c.50] Наибольшее применение в анализаторах жидких сред, работающих в ближней ИК-области, получили узкополосные пропускающие интерференционные фильтры [37]. Эти светофильтры удобны для применения благодаря своим малым габаритам. [c.50] Кроме этих интерференционных фильтров, которые относятся к металлическим, применяют системы с диэлектрическими [38, 39] или с металло-диэлектрическими зеркалами. [c.50] Конструктивно узкополосные пропускающие интерференционные фильтры представляют собой нанесенные на подложку зеркальные слои из серебра, разделенные диэлектрическим слоем определенной толщины. В качестве диэлектрика могут быть использованы фториды магния или бария, сульфид цинка и др. Технология изготовления этих светофильтров достаточно подробно описана [38, 40]. [c.50] Технологические факторы (режим испарепия вещества с испарителя, форма испарителя, чистота используемых материалов, режим термической обработки и др.) влияют на уровень и положение максимума пропускания. Нарушение технологии приводит к отклонению положения максимума пропускания, а следовательно, к необходимости выбора поля допусков. [c.50] На метрологические характеристики ИК-анализатора оказывают влияние стабильность параметров светофильтров во времени и их зависимость от температуры. [c.51] Максимальные изменения параметров светофильтров во времени происходят в течение первых 18—30 ч после их изготовления [42, 43]. Смещение максимума пропускания излучения светофильтром в течение этого времени достигает 0,002 Лмакс- Это смещение учитывается контролированием Хмакс при изготовлении светофильтра и введением соответствующей поправки, т. е. кшкс = = 0,998 А,макс. Результаты исследований стабильности показали [40], что смещение максимума пропускания излучения светофильтрами через 7—8 лет после их изготовления достигает 0,03 мкм, а увеличение полуширины полосы пропускания 0,01—0,03 мкм. Основная доля изменений приходится на первоначальный момент после изготовления светофильтра. [c.51] Изменение температуры приводит к смещению максимума полосы пропускания светофильтров, которое может достигать 0,00017 мкм на 1 °С [44], и к изменению полуширины полосы пропускания, величина которого на порядок меньше. При точном анализе, чтобы избежать влияния температуры на параметры светофильтров, их термостатируют. [c.51] Спектральные характеристики интерференционных светофильтров в значительной степени зависят от угла падения лучей [45]. При увеличении угла падения максимум пропускания смещается в сторону меньших длин волн, а полуширина полосы пропускания возрастает. Иногда эту зависимость используют в приборах для регулирования положения максимума пропускания в небольших пределах. Для этого в анализаторы встраивают блоки поворотных фильтров с указателем угла поворота. На рис. 2.17 показано изменение характеристик узкополосного пропускающего интерференционного фильтра в зависимости от угла падения лучей на фильтр, а на рис. 2.18 — блок поворотного фильтра. [c.51] Особый интерес представляют интерференционные фильтры отражающего типа, имеющие малые значения фонового пропускания Гмнн [46]. Чередующиеся слои толщиной Х/4 с высоким и низким показателями преломления составляют простейший отражающий фильтр. [c.51] Гмакс/Гмип, достигающее для некоторых участков спектра Ы0= н более [47]. [c.52] Дисперсионные светофильтры [49, 50] применяют для выделения более широких спектральных интервалов. Принцип действия их основан на эффекте Христиансена [51], обнаружившего, что в некоторых случаях кювета, заполненная кристаллическим порошком, смоченным жидкостью, становится прозрачной для определенного участка спектра. [c.52] Флльтр-монохроматор [52] может способствовать поБышению избирательности анализатора, если излучение пропускать через несколько его участков таким образом, что одним из них вырезается полоса спектра, поглощаемая определяемым компонентом смеси, а другими — полосы, поглощаемые. мешающими компонентами. При, этом требуется разделение световых потоков (см. гл. 3). [c.52] В прецизионных спектр1аль1ных приборах широкое распространение получили системы с дифракционными решетками, обеспечивающие (по сравнению с призменными системами) большую разрешающую способность и возможность работы во всем спектральном диапазоне. [c.54] Вогнутая дифракционная решетка является одновременно и диспергирующим, и фокусирующим элементом. Поэтому при ее применении не требуется дополнительный фокусирующий оптический элемент, который во многих случаях ограничивает спектральную область работы дифракционной решетки. Вогнутая решетка обладает свойством распределения спектра по окружности радиусом, вдвое меньшим радиуса кривизны решетки. [c.55] Теории, расчету, конструированию и технологии изготовления диспергирующих элементов различных типов посвящено много работ, например [53—56]. Остановимся на сравнительной оценке параметров спектральных устройств с наиболее распространенными диспергирующими элементами. [c.55] Для оценки оптических систем, разлагающих световой поток, введено понятие линейной дисперсии разрешающей способности // Я, которая характеризуется расстоянием между спектральными линиями, отличающимися на единицу длины волны. На практике линейную дисперсию обычно выражают через обратную величину и называют ее линейной дисперсией на 1 мм [мм/мм, мкм/мм]. Этой величиной определяется интервал длин волн, приходящийся на 1 мм длины спектра. [c.55] Линейная дисперсия в зависимости от значения имеет следующие градации малая — свыше мкм/мм, средняя — от ЫО до 1-10 2 мкм/мм (призменные приборы), большая — от до 1 Ю З мкм/мм (приборы с дифракционными решетками) и высокая— до 1-10 мкм/мм (интерференционные приборы). [c.55] По известной разрешающей способности устройств фильтрации светового потока, пользуясь данными табл. 2.9, можно определить, в какой полосе спектра можно обеспечить требуемую точность анализа вещества при данной длине волны. Ббльшая точность обеспечивается при использовании более узкой полосы. [c.55] Вернуться к основной статье