Монохроматор
Монохроматор — это оптическое устройство , передающее механически выбираемую узкую полосу длин волн света или другого излучения , выбираемого из более широкого диапазона длин волн, доступных на входе. Название происходит от греческих корней mono- , «одиночный», и chroma , «цвет», и латинского суффикса -ator , обозначающего агент.
Устройство, которое может производить монохроматический свет, имеет 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 вариантов использования монохроматоров.
В жестком рентгеновском излучении и нейтронной оптике кристаллические монохроматоры используются для определения волновых условий на приборах.
Монохроматор может использовать либо явление оптической дисперсии в призме , либо явление дифракции с использованием дифракционной решетки для пространственного разделения цветов света. Обычно он имеет механизм направления выбранного цвета на выходную щель. Обычно решетка или призма используются в отражающем режиме. Отражающая призма изготавливается путем изготовления призмы прямоугольного треугольника (обычно половина равносторонней призмы) с зеркальной стороной. Свет входит через грань гипотенузы и отражается от нее обратно, дважды преломляясь на одной и той же поверхности. Общее преломление и полная дисперсия такие же, как если бы в режиме передачи использовалась равносторонняя призма.
Дисперсия или дифракция поддаются контролю только в том случае, если свет коллимирован , то есть если все лучи света параллельны или практически параллельны. Источник, например, солнце, находящееся очень далеко, дает коллимированный свет. Ньютон использовал солнечный свет в своих знаменитых экспериментах . Однако в практическом монохроматоре источник света находится рядом, а оптическая система в монохроматоре преобразует расходящийся свет источника в коллимированный свет. Хотя в некоторых конструкциях монохроматоров используются фокусирующие решетки, для которых не требуются отдельные коллиматоры, в большинстве из них используются коллимирующие зеркала. Отражающая оптика предпочтительнее, потому что она не вносит собственных дисперсионных эффектов.
Существуют конфигурации решетки/призмы, которые предлагают различные компромиссы между простотой и спектральной точностью.
