Abstract:
An optical arrangement for use in spectrometry uses a masking device which eliminates unwanted spectral regions prior to optically resolving the unmasked information. The optical arrangement comprises an entrance slit to select incidence spectral energy from an energized source and a concave grating of relatively low dispersion to image the spectrum of the entrance slit onto a stationary mask which simultaneously selects spectral regions of the dispersed incident spectral energy. The selected spectral regions are collimated and recombined and directed onto an Echelle grating to disperse with high resolution the selected spectral regions. A concave mirror focuses the dispersed selected spectral regions into a focal plane of highly resolved spectral energy which can be detected to determine the spectral information coming from the source. The optical arrangement is particularly well suited for use with narrow spectral bandwidth spectral information distributed over a large spectral range. In spectroscopy, desired information very often occupies a tiny fraction of the total spectral information presented to a spectrometer. With this optical arrangement, spectral information can be selected from a much broader band spectral information and collected with high resolution on a small curvilinear portion of the output focal plane. The arrangement is particularly useful for absorption, light scattering or emission spectroscopy. It provides a stable mechanical design making it less sensitive to vibration. Manufacturing mechanical tolerances are also less restrictive.
Abstract:
Zur eindeutigen räumlichen Aufspaltung eines optischen Frequenzgemischs in eine Vielzahl sehr enger Frequenzbereiche werden zwei dispersive Elemente (Transmissionsgitter, Reflexionsgitter, Interferometer) hintereinander im Strahlengang so angeordnet, daß sie Beugungsfiguren in zwei zueinander senkrechten Richtungen erzeugen und daß vom ersten dispersiven Element (35) eine sehr hohe Beugungsordnung (z.B. N = 100 ... 1000) und vom zweiten Beugungselement (34) eine niedere Beugungsordnung (z.B. M = 1 ... 10) in den Strahlengang fallen. Die hohe spektrale Auflösung dieser Anordnung ermöglicht eine Vielzahl von Anwendungen: Frequenzmultiplex-Datenübertragung über optische Fasern, dreidimensionales Fernsehen, Hochqeschwindigkeits-Bildaufzeichnung, Echtzeit-Spektralapparat. Bei der optischen Datenübertragung über Lichtquellenleiter wird die räumliche Lage der zu übertragenden Bildpunkte (Ebene 32) mit einem Spektralapparat (300) der genannten Art frequenzcodiert und nach Übertragung durch den Lichtquellenleiter mit einem zweiten Spektralapparat (300') in einer Bildebene (39) rekonstruiert.