Многоканальные С. п. с пространственным разделением длин волн

Сканирование в этой группе приборов не применяется, дискретный ряд длин волн (в полихроматорах) или участки непрерывного спектра (в спектрографах) регистрируются одновременно, и оптич. часть строится обычно по схеме, приведённой на рис. 3. Если же вместо системы, создающей угловую дисперсию, применяется набор узкополосных светофильтров, прибор обычно относят к фотометрам.

Многоканальные С. п. широко используются для спектрального анализа состава веществ по выбранным аналитич. длинам волн [ris]. По мере увеличения числа каналов появляется возможность изучения спектральных распределений f([ris]). Рассмотрим наиболее типичные приборы данной группы (в порядке возрастания числа каналов).

Пламенные (атомно-абсорбционные) спектрофотометры имеют обычно одиндва канала регистрации. Они измеряют интенсивности линий абсорбции (эмиссии, флуоресценции) атомов элементов в пламени спец. горелок или других " атомизаторов". В простых конструкциях аналитич. [ris] выделяются узкополосными фильтрами (пламенные фото-
метры), в приборах более высокого класса применяются полихроматоры или монохроматоры, к-рые можно переключать на различные длины волн. Приборы данного типа используют в спектральном анализе для определения большинства элементов периодич. системы. Они обеспечивают высокую избирательность и чувствительность до 10^-14 г.

Квантометры - фотоэлектрич. установки для пром. спектрального анализа (рис. 7). Они строятся на основе полихроматоров; выходные щели полихроматора выделяют из спектра излучения исследуемого вещества аналитич. линии и линии сравнения, соответствующие потоки посылаются на приёмники (фотоумножители), установленные у каждой щели. Фототоки приёмников заряжают накопительные конденсаторы; величины их зарядов, накопленные за время экспозиции, служат мерой интенсивностей линий, к-рые пропорциональны концентрациям элементов в пробе. Существующие модели квантометров различаются рабочими диапазонами спектра (внутри области 0, 17 - 1 мкм), числом одновременно работающих каналов (от 2 до 80), степенью автоматизации, способами возбуждения спектров (дуга, искра, лазер). Они применяются для экспрессного анализа химич. состава сталей и сплавов в чёрной и цветной металлургии, металлич. примесей в отработанных смазочных маслах машин и двигателей для определения степени их износа и в др. задачах.

Спектрографы одновременно регистрируют протяжённые участки спектра, развёрнутого в фокальной плоскости Ф (рис. 3) на фотопластинках или фотоплёнках (фотографич. спектрографы), а также на экранах передающих телевизионных трубок, электронно оптических преобразователей с " запоминанием" изображений и т. п. При хорошей оптике число каналов ограничивается лишь разрешающей способностью (зернистостью) фотоматериалов или числом строк телевизионной развёртки. В видимой области спектра для визуальных методов спектрального анализа широко используются простые спектроскопы и стилоскопы, в к-рых приёмником является глаз.

Диапазон длин волн, в к-ром работают спектрографы, простирается от коротковолновой границы оптич. диапазона и постепенно расширяется в ИК-область по мере достижения всё более высокой фоточувствительности слоев и развития методов тепловидения. Типы спектрографов отличаются большим разнообразием - от простейших приборов настольного типа для учебных целей и компактных ракетных и спутниковых бортовых приборов для исследования спектров Солнца, звёзд, планет, туманностей до крупных астроспектрографов, работающих в сочетании с телескопами, и лабораторных 10-метровых вакуумных установок с большими плоскими и вогнутыми дифракционными решётками для исследований тонкой структуры спектров атомов. Линейная дисперсия спектрографов (участок фокальной плоскости Длг, занимаемый интервалом длин волн [ris][ris]) может лежать в пределах от 10² до 10⁵ мм/мкм, светосила по освещённости (отношение освещённости в изображении входной щели к яркости источника, освещающего входную щель) - от ~0, 5 в светосильных спектрографах до 10-³ и менее в длиннофокусных приборах большой дисперсии.
Скоростные многоканальные С. п. для исследований спектров быстропротекающих процессов конструируются путём сочетания спектрографа со скоростной кинокамерой (киноспектрографы), введения в схему прибора многогранных вращающихся зеркал для развертки спектров перпендикулярно направлению дисперсии, применения многоканальной регистрации с многоэлементными приёмниками и т. п. В этой области ещё нет установившейся терминологии; такие С. п. наз. хроноспектрографами, спектрохроно-графами, спектровизорами, скоростными спектрометрами.
3. Одноканальяые С. п. с селективной модуляцией

В приборах групп 3 к 4 на. рис. 2 вместо пространственного разделения длин волн применяют селективную модуляцию (кодирование) [ris]; разделение [ris] в этих приборах переносится из оптич. части в электрическую.

Растровые спектрометры создаются по общей для одноканальных С. п. блок-схеме (рис. 4), но в сканирующем монохроматоре щели заменяются рострами спец. формы (напр., гиперболическими; рис. 8). При работе входного растра попеременно в проходящем и отражённом свете возникает амплитудная модуляция излучения той [ris], для к-рой изображение входного растра совпадает с выходным растром. В излучении других [ris] в результате угловой дисперсии изображения смещаются и амплитуда модуляции уменьшает-

Рис. 7. Вакуумный 24-канальный квантометр (заводское название - фотоэлектрическая установка) ДФС-41 для экспрессного и маркировочного анализа чугунов, простых и среднелегированных сталей на легирующие элементы, металлоиды и вредные примосн, аналитические линии которых расположены в вакуумной УФ- области: 1 - вакуумный полихроматор с вогнутой дифракционной решёткой с фокусным расстоянием, равным 1 м, рабочий диапазон 0, 175- 0, 38 мкм; 2- генератор искры ИВС-1 для возбуждения эмиссионных линий атомов в пробе; 3 - электронно - регистрирующее устройство ЭРУ-1; 4 - блок цифрового отсчёта. Время анализа 10 элементов около 2 мин.

Рис. 8. Гиперболический растр Жерара.

Темные полосы - зеркальные и растр

попеременно работает то в проходящем,

то в отражённом свете.

ся. T. о., ширина АФ [ris][ris] соответствует полупериоду растра. Растровые спектрометры дают по сравнению с щелевыми спектрометрами выигрыш в потоке (примерно в 100 раз при R = 30 000), однако их применение ограничено засветкой приемника потоком немодулированного излучения, а также сложностью изготовления растров и оптич. части системы.

Сисам - спектрометр интерференционный с селективной амплитудной модуляцией - строится на основе двухлучевого интерферометра, в к-ром концевые зеркала заменены синхронно поворачивающимися дифракционными решетками и введен модулятор по оптич. разности хода. В этом случае амплитудная модуляция накладывается только на интервал [ris][ris] _диф, соответствующий дифракционному пределу в окрестности [ris], к-рая удовлетворяет условию максимума дифракции для обеих решёток. Сисам всегда работает на дифракционном пределе: R = R_диф = [ris] / [ris][ris] _диф, при этом за счёт увеличения входного отверстия поток в ~ 100 раз больше, чем в классич. приборах 1 группы, но оптико-механич. часть весьма сложна в изготовлении и настройке.