Brevet FR2004933A1 — publié le 19691205

la présente invention est relative à des perfectionnements apportés au spectrophotomètre selon le brevet polonais n° 52 182, dont le dispositif monochromatique, assurant le développement du spectre optique dans le temps, est constitué par une partie optique 5 comportant un élément de dispersion, par exemple, un prisme ou un réseau de diffraction ainsi qu'une source de rayonnement formant un point lumineux qui se déplace sur la surface du luminophore dans le plan du foyer du système optique. l'invention se propose d'améliorer le pouvoir séparateur spec- 10 tral• le spectrophotomètre électronique selon la présente invention est notamment équipé d'un dispositif monochromatique à gammes multiples constitué par un mono chromât eur à réseau, dont le réseau de diffraction divise la lumière en plusieurs spectres de différents 15 échelons d'interférence, par une source de lumière formant tm pojtnt lumineux se déplaçant sur la surface du luminophore le long de 1* une de plusieurs trajectoires situées l'une près de l'autre, ainsi que par un mono chromât eur prismatique complémentaire ou bien par un système filtrant complémentaire, ne laissant passer qu'un seul 20 spectre du monochromâteur à réseau, l'échelon d'interférence dudit spectre étant fonction de la trajectoire choisie de déplacement du point lumineux* Il est possible d'une manière simple, du fait de la relation entre l'échelon d'interférence du spectre et la trajectoire choisie 25 de déplacement du point lumineux, de changer la sous-gamme du spectre analysé par variation de sa forme» Pour une largeur déterminée, et éventuellement pour un diamètre déterminé du luminophore, la subdivision de la plage de mesure totale en sous-gammes permet df obtenir un pouvoir séparateur spectral plus important. En outre, 30 les sous-gammes correspondant aux ondes plus courtes seront obtenues dans les échelons d'interférence supérieurs, ce qui permet d1 (améliorer encore le pouvoir séparateur pour les ondes courtes, le fonctionnement dans différents échelons d'interférence permet d1 obtenir un indice de réfraction maximum du réseau (éclairement ma-35 ximum) simultanément pour toutes les longueurs d'onde. les différentes trajectoires peuvent être situées sur des bandes du luminophore à spectres d'émission différents, ce qui permet d'obtenir pour chaque sous-gamme analysée le rendement d'éclairé- i ment optimal* 69 08914 2 2004933 l'invention est expliquée à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé, dans lequel : - la figure 1 est une Vue représentant un dispositif monochromatique à gammes multiples comportant un monochromâteur prismatique 5 complémentaire; - la figure 2 est une vue en coupe selon M? du dispositif de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue représentant un dispositif monochromatique à gammes multiples comportant en outre un système de fil- 10 trage et une ouverture unique de sortie; - la figure 4 représente le même dispositif selon la figure 3 mais muni de plusieurs ouvertures de sortie» en coupe selon EE de la figure 3« le dispositif monochromatique du spectrophotomètre selon 1' 15 invention comporte essentiellement un tube produisant un rayonnt-ment électronique» un mono chromât eur à réseau ainsi qu'un monoéfaro-mateur prismatique ou un système de filtrage complémentaire • le tube de rayonnement électronique est muni d'un luminophore 1 sur lequel se déplace un point lumineux le long de l'une des tra-20 jectoires 2, 3 ou 4» le monochromâteur à réseau de 11 exemple du mode de réalisation du spe ctrophotomètre comporte un système de foyer sous forme d'un miroir concave 5, un réseau de diffraction à réflexion 6 ainsi qu' une ouverture 7 ou plusieurs ouvertures 7» 8, 9» 10 de sortie» 25 le mono chromât eur prismatique complémentaire comporte une ou verture de sortie constituant, par exemple,l'ouverture de sortie 7 du monochromâteur à réseau, un système à foyer se présentant sous' forme d'un miroir concave 11r un élément de dispersion se présentant sous forme d'un prisme autocollimateur 12 et une ouverture de 30 sortie 13« le système de filtrage complémentaire comporte plusieurs filtres optiques 14» 15 et 16, disposés par exemple devant une ouverture' commune de sortie 7 en la divisant dans le sens de la hauteur en plusieurs intervalles, ou bien disposés devant chaque ouverture 35 de sortie 8, 9» 10. Dans le dispositif mono chromatique à mono chromât eur complémentaire, le plan FF est un plan commun aux foyers des miroirs 5 et 11» Dans ce plan se trouve l'écran du luminophore 1, l'ouverture'7 ain-; 69 08914 3 2004933 si que l'ouverture 13» le prisme auto collimateur 12 se trouve dans le plan de l'image du réseau 6 formée par les miroirs 5 et 11. Dans un cas particulier, le réseau 6 et le prisme 12 peuvent se trouver dans le plan iT. 5 Un point lumineux se déplaçant sur 1'écran du luminophore 1, par exemple,- suivant la trajectoire 2, émet un faiseeau divergent de lumière dont l'axe est désigné par 20 et qui,après réflexion sur le miroir 5» devient un faisceau parallèle à l'axe 21 pour arriver ensuite but le réseau 6. le réseau divise la lumière dans le 10 plan perpendiculaire au plan de l'image et,dans ladite direction, la lumière rayonne en ondes de longueurs différentes, résultant de 1'interférencè de différents échelons. Suivant l'axe 22 est émis un faisceau parallèle de lumière de longueur d'onde lambda x déterminée ainsi que les sous-multiples de cette onde, par exemple 15 lambda Xg, lambda x^, lambda x^, etc... Ce faisceau, après réflexion sur le miroir 5, devient convergent et il parcourt le trajet selon l'axe 23 en étant concentré dans l'ou-verture de la fente 7. Après son passage dans la fente, il arrive sous forme d'un, faisceau divergent selon l'axe 24 sur le miroir 11* 9 le faisaeau réfléchi par ce miroir 11 se déplacé parallèlement à l'axe 2f et tombe sur le prisme 12 en étant réfléchi ensuite par la face'postérieure dm miroir* Après le double passage au travers dm prisme, le faiseeau est divisé dans un plan parallèle au plan de l'image. Ses faisceaux monochromatiques parallèles sortent du pris-25 me .et leur i axes coupent l'axe du mono chromât eur prismatique sous des angles différents. Un de ces faisceaux lumineux, par exemple de longueur d'onde lambda x et dont l'axe est désigné par 26, arrive, après réflexion sur le miroir 11, sur la fente 13 sous forme d'un faisceau oonvergent d'axe 27 et il sort ensuite du système 30 monoehrematique. Par contre, les'autres faisceaux de longueurs d' onde lambda ig» lambda x^, lambda x^, etc. sont concentrés au dessus ou en dessous de la fente 13-et ils sont supprimés. Par contre lorsque le spot lumineux se déplace par exemple sur la trajectoire 4» la lumière se propage alors suivant les axes 28, 29, 30, 35 31» 32, 33 et ellie.tombe sous un angle différent sur le prisme 12. Sans ce cas, des flux lumineux de longueurs d'ondes différentes, par exemple lambda x^, se propagent le long des axés 26 et 27, tan-, dis que les flux lumineux de longueurs, d'ondes lambda x, lambda Xg, 69 08914 4 2004933 lambda x^, etc., sont supprimés au dessous ou au dessus de la fente 13* le mouvement du point lumineux le long d'une trajectoire choisie, telle que 2, 3 ou 4, provoquera une variation de la valeur lambda x et par conséquent une variation des valeurs lambda Xg» 5 lambda x^, lambda x^, etc. en produisant ainsi le spectre principal et ses spectres harmoniques dans le temps. Si, pendant la durée de ce processus, le spectre choisi doit être situé à la hauteur de la fente 13» alors du fait de l'effet de dispersion du prisme 12, les trajectoires 2, 3» 4 devront être parallèles à l'horizontale 10 et éventuellement inclinées. Dans le cas le plus simple, il est possible, d'obtenir au moyen de l'inclinaison du système horizontal, la déviation du faisceau d'électrons dans le tube de générateur de rayonnement électronique. La commutation des trajectoires 2, 3» 4 et par conséquent la commutation des gammes de mesure du spectro-15 photomètre, s'obtiennent par variation de la grandeur de la tension continue appliquée au système de déviation verticale du faisceau d'électrons. Les gammes de mesure peuvent se recouvrir partiellement par un choix convenable de l'intervalle et de l'angle d'inclinaison des trajectoires .2, 3, 4 de la figure 2. 20 Dans le dispositif monochromatique à système de filtrage com plémentaire, le parcours du faisceau de lumière dans le monochro-mateur à réseau est identique à celui décrit plus haut, sauf que dans ce mode de réalisation le point lumineux se déplace sur une trajectoire horizontale 2, 3 ou 4, suivant la figure 4. Dans ce cas, 25 la lumière sort de la fente 7 du monochromâteur à un niveau déterminé. Le système de filtrage constitué par des filtres lumineux 14, 15, 16 divise la hauteur de la fente 7 en plusieurs sections. Chaque filtre laisse passer un flux lumineux de longueur d'onde différente, le choix des gammes étant effectué de manière que le filtre 30 convenable laisse passer un des spectres harmoniques, c'est-à-dire le spectre résultant d'un seul échelon d'interférence de la lumière divisée par le réseau 6. Dans le dispositif monochromatique à système de filtrage complémentaire et à une seule fente de sortie 7,il n'est pas possible 35 d'obtenir d'une manière simple des gammes de mesure se recouvrant partiellement et c'est pourquoi on donne la préférence à un mode de construction comportant plusieurs fentes de sortie espacées les unes des autres, telles que 8, 9, 10. Un avantage supplémentaire 69 08914 5 2004933 le cette variante consiste en la possibilité d'exploiter le» spectre du premier échelon d'interférence dans chaque gamme de mesure, ce qui facilite le chois des filtres lumineux, car chacun de ces filtres limite seulement inférietsrement la gamme de mesure» Les fentes de sortie 8, 9, 10 peuvent être réparties sur un axe vertical commun au moyen d'un système convenable à miroirs. Lorsque ce système à miroirs est plaoé entre le miroir 5 et le plan focal EB? les parties 8, St 10 constituent les images virtuelles des différentes sections de la fente commune de sortie, pas? exemple la fea-10 te 7. le système filtrait peut être également placé près de l1 écran du luminophore 1 » niais dar-s oe cas, les filtres exigeront dos di E1TEIDI 0 Aï IOIS L5invention, a ponr objet : 1 ) Un speoti'ophotomètre' éleaironique dont le dispositif mono-chromatique est constitué par une partie optique comportant un réseau de diffraction ainsi qu'une source de rayonnement formant un point lumineux se déplaçant sur la surface du luminophore, caractérisé en ce que 1® point lumineux se déplace sur l'une de plusieurs trajectoires 2, 3, 4 situées l'une près de l'autre, et en ce qu'à chacune de ces trajectoires est affectée une des gammes de mesur® ûxl spectrcphctcmètre 2) ut spcctrophctoaètre selon la revendication 1, équipé d'un monockcctatGur prismatique complémentaire dont la fart te de sortie 7 est identique à celle du E.onochromât eur à réseau dont la fente d£- sortie se laisse passer qu6un des spectre» d'interférence é-eôx pas? le mono chraîaat eur à réseau^, caractérisé en ce que l'échelon de gpeeûr-e dtia£e££&*«&o0 sortant par ladite fente, varie avec le &iiaagement de la trajectoire 2, 3, 4 du point lumineux, ladite variation de trajectoire étant équivalente au changement de gamme ù.q mesure du 3poûtrepfc.otc©ètre, >} lia speateophotomètre scion la revendication 1, équipé à'tm wysfe&ias sic fil'tfî-cgs complémentaire constitué par des "filtres de Isaicx-e 'S 4» 15» 1£ laissât passer chacun un flui lumineux de longueur ucoade différents cc; autres, caractérisé ©n ce quo, lors âD'iai déplacement du ipint XmiacwE ser l'une des différentes tra— jaetoixeo 2, 5 era 4, le flus lt®iB.cex traverse chaque fois l'un des filtres 14, 15 ou '!S, et en ce qu'à chaque trajectoire correspond un filtre déterminé»