МОНОХРОМА́ТОР

Схема монохроматора:1 – входная щель; 2 – коллиматор; 3 – диспергирующийэлемент;4 – фокусирующий объектив;5 – выходная щель.

МОНОХРОМА́ТОР, спек­траль­ный оп­тич. при­бор для вы­де­ле­ния уз­ких уча­ст­ков спек­тра оп­тич. из­лу­че­ния. Свет от ис­точ­ни­ка из­лу­че­ния про­хо­дит че­рез вход­ную щель 1 М., кол­ли­ма­тор 2, дис­пер­ги­рую­щий эле­мент 3, фо­ку­си­рую­щий объ­ек­тив 4 и вы­ход­ную щель 5. Дис­пер­ги­рую­щий эле­мент про­стран­ст­вен­но раз­де­ля­ет лу­чи раз­ных длин волн $λ$, на­прав­ляя их под раз­ны­ми уг­ла­ми $φ$, и в фо­каль­ной плос­ко­сти объ­ек­ти­ва 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, ме­ня­ют спек­траль­ную ши­ри­ну $δλ$ (ин­тер­вал длин волн) вы­де­лен­но­го уча­ст­ка. Ино­гда роль ще­ли вы­пол­ня­ет то­рец оп­то­во­лок­на, а са­мо оп­то­во­лок­но ис­поль­зу­ет­ся для по­да­чи све­та в М. вме­сто тра­диц. оп­тич. схем.

Дис­пер­ги­рую­щи­ми эле­мен­та­ми М. обы­ч­но слу­жат ди­фрак­ци­он­ные ре­шёт­ки, ре­же – приз­мы. Их уг­ло­вая дис­пер­сия $Δφ/Δλ$ вме­сте с фо­кус­ным рас­стоя­ни­ем объ­ек­ти­ва оп­ре­де­ля­ет ли­ней­ную дис­пер­сию М. $Δl/Δλ$ ($Δφ$  – уг­ло­вая раз­ность на­прав­ле­ний лу­чей, дли­ны волн ко­то­рых от­ли­ча­ют­ся на $Δλ$; $Δl$ – рас­стоя­ние в плос­ко­сти вы­ход­ной ще­ли, раз­де­ляю­щее эти лу­чи). Приз­мы де­шев­ле ре­шё­ток в из­го­тов­ле­нии и об­ла­да­ют боль­шей дис­пер­си­ей в УФ-об­лас­ти спек­тра, но их дис­пер­сия су­ще­ст­вен­но умень­ша­ет­ся с рос­том $λ$, и по­это­му для раз­ных об­лас­тей спек­тра нуж­ны приз­мы из раз­ных ма­те­риа­лов. Кро­ме дис­пер­сии, ка­че­ст­во М. оп­ре­де­ля­ют его раз­ре­шаю­щая спо­соб­ность и све­то­си­ла.

Объ­ек­ти­вы М. (кол­ли­ма­тор­ный и фо­ку­си­рую­щий) мо­гут быть лин­зо­вы­ми или зер­каль­ны­ми. Зер­каль­ные объ­ек­ти­вы при­ме­ни­мы в бо­лее ши­ро­ком спек­траль­ном диа­па­зо­не, чем лин­зо­вые, и не тре­бу­ют пе­ре­фо­ку­си­ров­ки при пе­ре­хо­де от од­но­го вы­де­ляе­мо­го уча­ст­ка спек­тра к дру­го­му. Это осо­бен­но удоб­но в не­ви­ди­мых для гла­за УФ- и ИК-об­лас­тях спек­тра.

Ес­ли не­об­хо­ди­мо вы­де­лить од­но­вре­мен­но не один, а не­сколь­ко уз­ких спек­траль­ных ин­тер­ва­лов, ис­поль­зу­ют М. с не­сколь­ки­ми вы­ход­ны­ми ще­ля­ми – т. н. по­ли­хро­ма­то­ры.