Brevet FR2180574A1 — publié le 19731130

On tonnait un procédé de focalisation de réseaux concaves sphériques de diffraction, travaillant par réflexion pour la dis persion des différentes radiations constituant une lumière polychromatique, dans lequel on utilise une fente 8'entrée et une fente de sortie fixes et l'on n1 imprime au réseau qu'une certaine rotation; dans le brevet 71/04085 l'établissement demandeur a dd- erit un tel procédé dans lequel la rotation est imposée au réseau de manière b faire défiler les radiations dans le plan de la fente de sortie, et d'autre part, pour une longueur d'onde donnée, dans une direction donnée, pour une certaine largeur rayée d'un réseau donné, et une résolution donnée, la somme des équations des focales tangentielles objet et image a une valeur # diffé- rente de zéro et déterminée en fonction des aberrations fournies par un réseau concave correspondant è pupille rectangulaire. Le brevet 71/04085, concerne également un montage général pour la mise en oeuvre de ce procédé, ainsi que des monochromateurs simples ou multiples de construction relativement simple et qui surtout ont des possibilités d'utilisation sensiblement plus larges qu les monochromateurs répondant b la définition générale précités. La présente invention concerne des perfectionnements et modifications apportés aux procédé et dispositifs selon le brevet 71/04085. Selon un premier perfectionnement1 les monochromateurs simples ou doubles sont caractérisés en ce qu'ils mettent en oeuvre des réseaux de diffraction concaves sphériques travail- lant en montage dit "in plane", c'est-à-dire pour lesquels les milieux des fentes d'entrée et de sortie se trouvent dans un plan aontenant la normale au réseau et perpendiculaire i la direction des traits de ce dernier et en ce que les fentes d'entrée et de sortie ont une largeur fixe (c'est-à-dire indépendante de la longueur d'onde ) déterminée de manière qu'il n'en résulte pas de perte de flux au niveau de la fente de sortie. Un second perfectionnement consiste à tenir compte, pour choisir le plan image, non seulement des aberrations du réseau concave utilisé mais aussi des aberrations qui résultent des conditions d'éclairement dudit réseau, On rappellera et notera tout d'abord que les réseaux conca ves utilisables peuvent être soit des réseaux rayés sur verre fou des copies de tels réaeaux),aoit plus généralement, des éléments optiques assurant simultanément la focalisation et la diffraction d'une onde incidente quel que soit le procédé utilisé pour assurer cette diffraction à condition que, si d est le pas du réseau, constant sur toute la pupille de l'élément optique,la relation fondamentale de ce montage soit du type sin &alpha; + sin ss = + K N # (1) Dans cette expression o( et sont les angles d'incidence et de diffraction évalués à partir de la normale au réseau, N = est le nombre de traits par mm, K l'ordre de diffraction etd > la longueur onde, le signe négatif étant valable pour tous les rayons diffractés situés dans l'espace image et compris entre la tache centrale (0 En particulier ces procédés de focalisation s'appliquent aux réseaux holographiques de type I, pour lesquels les traits du réseau sont obtenus par un procédé holographique et pour lesquels, comme dans le cas des réseaux rayés classiques, l'équation de focalisation au premier ordre est caractérisée par la relation T + T' = O, T et T' représentant comme indiqué au brevet principal respectivement l'équation de la focale tangentielle objet et celle de la focale tangentielle image.Si r= Re caractérise la distance objet (R étant le rayon de courbure du réseau sphérique) et si r' = R e' est la distance image, la dite équation s'écrit : ###2&alpha; + ###2ss = cos &alpha; + cos ss (2) C'est pourquoi , dans la suite de la description, on on se référera seulement à l'utilisation de réseaux concaves sphériques, dont les caractéristiques optiques sont équivalentes à celles des réseaux usuels dont les traits sont définis par l'$ntersection de la surface d'un miroir concave avec des plans parallèles équidistants entre eux. On a montre au brevet principal que, si l'on tient compte des aberrations (c'est-à-dire des termes d'ordre supérieur dans les équations dérivées d irincipe de Fermat) et d'une possibilité de compensation de ces dernières par un déplacement de la sphère de référence, c'est-à-dire par un choix approprié de la distance image, on peut réaliser des monochromateurs pour lesquels les distances objet et image sont fixes et ce, pour un intervalle spectral élevé, en n' imprimant au réseau qu'une rotation autour d'un axe passant par son sommet. On a signalé que de tels montages qui sont d'un faible prix de revient,puisqu'il n'y a pas de translation du réseau ont en outre l'avantage, important pour les utilisateurs, que la direction des faisceaux incident et diffracté est strictement fixe.On a vu également que, contrairement à la solution proposée par SEYA puis NAMIOKA et limitée pour l'ultra-violet à un angle unique voisin de 70" 30', le brevet principal permet de réaliser des montages avec une valeur quelconque de 2 # Q ; les distances objets et images sont alors données par une équation de focalisation généralisée de la forme cos2&alpha; cos 2ss + = H ( # e e' qui est l'équation (4) du brevet principal - dans laquelle interviennent des termes d'ordre supérieur et, qui dépend donc de la valeur de la largeur rayée W et de la hauteur rayée H (ou du rapport ç = H/W).Il y a lieu d'ajouter que d'autres valeurs de 2 Q de SEYA et NAMIOKA ont été envisagées mais qu'elles étaient liées à une importante baisse de résolution (ou de luminosité) si la distance image restait fixe, ou encore à une complication mécanique supplémentaire si la valeur de r' était ajustée expérimentalement en fonction de la longueur d'onde. Par ailleurs, le brevet principal 71/04085 montre que, à chaque surface rayée est associée une résolution limite qui ne peut être obtenue qu'à partir de fentes de largeurs f et f' déterminées . Il a été constaté expérimentalement que, par suite de la faible luminance des sources utilisées actuellement dans l'ultraviolet proche et lointain,et et par suite de la faible efficacité des réseaux disponibles commercialement à l'heure actuelle, il était difficile d'utiliser des fentes de largeurs f et f' à cause de la faible valeur du rapport signal sur bruit obtenu à la sortie. On est doncsconduit,tout particulièrement dans le cas t de contrôles industriels, 'utiliser des fentes larges et de hauteurs non négligeables car le flux sortant est directement proportionnel à la surface de la fente de sortie. Enfin pour l'utilisateur d'un appareil commercial il est très intéressant de ne pas avoir à faire varier manuellement la largeur des fentes en fonction de la longueur d'onde:il est bien certain que des mécanismes automatiques, nécessairement compliqués, peuvent être conçus pour effectuer de telles variations de largeur,mais aussi que, manuel ou automatique,le le réglage de la dimension des fentes augmente obligatoirement la complexité des appareils et leur prix. A la base des perfectionnements apportés ici aux procédé et dispositifs du brevet principal,est l'idée de pallier tous ces inconvénients en donnant aux monochromateurs selon ledit brevet, des fentes d'entrée et de sortie, fixes en largeur et en hauteur, pour un intervalle spectral élevé.Les calculs,oonfirmés par les essais,effectuds à partir de cette idée de départ,ont montré qu'il était possible de réaliser un monochromateur à fentes d'entrée et de sortie fixes en largeur dans lequel les pertes de flux sont supprimées et dans lequel le produit luminosité x résolution est rendu le meilleur posside, Utilisant la méthode de correction d'aberration de phase diorite au brevet principal,on a considdré alors le chemin optique aberrant #' ( w, t ) qui tient compte d'un déplacement de la sphère de référence par rapport à la position prévue par la théo- rie du premier ordre.Si on utilise les fentes de hauteurs non négligeables et des montages très ouverts, c'est-à-dire pour des valeurs élevées des rapports H/r' et w/r' et si (h#-2h'L@)R3 est supérieur à # /w02 , #' ( w,# ) , s'exprime par :: #' (w ,# ) = #'1 ( w,# )= C1w + CO1w + # '2( w , + C2w2 + C02w2 avec où Cij caractérise les coefficients aberrants avec i w O, 2.... et i + j = 3,5 où C1w caractérise le basculement de la sphère de référen- ce où Col w est un terme fonction de la hauteur h' de la fente de sortie si i = 0,2 ....et u + j = 4,6 si C2w2 caractérise le déplacement de la sphère de référence si CO2 w2 est un terme fonotion de la hauteur h' de la fente de sortie. Comme précédemment indiqué, les coefficients Cl et C2 sont déterminés par un facteur de qualité géométrique Q (ou à partir du critère de STREHL qu'on n'a pas pris ici en considé- ration) qui permet de relier les aberrations à l'élargissement de la tache image.A chaque valeur de w et de # = H/W correspond une valeur quadratique moyenne telle que 6 t ~~~~~ 2 9 2 2 ( c4 ) C4Q W6 175 2 240 60 Bo 26 ~~~~~~ 175 c203 C21 t2 540 26 + W04 56 180 j )ùî2+ cos ,c=K2rJ2 (5) où K= Co4 + C4 et 9 'E = C22 + 2 c4 A la résolution limite ; sont alors associées des fentes de largeur f = r Q et f' = r' Q .Pour des fentes de largeur fi > f et f'i > f' et de hauteur h et h' importantes, il faudrait,pour connaître la résolution pratique # #p , effectuer, tout d'abord un produit de convolution d'une fonction rectangle caractérisant la fente d'entrée,par la distribution d'intensité dans le plan image.Ce calcul est fort complexe,d'une part du fait de l'expression littérale prise par la distribution d'in densité et d'autre part par suite de l'emploi de fentes droites dans des montages à réseaux concaves qui,tout particulièrement dans l'ultra-violet lointain,produisent une forte courbure des raies spectrales::l'élargissement de l'image résulte alors non seulement de l'élargissement S > r lié à la largeur de la fente d'entrée,mais aussi à celui # #c lié à une double courbure des raies spectrales (la première courbure RC 1 est due à 1'astigma- tisme et est donc liée au terme C21 #2w et la seconde RC 2 est due à 11 écart à la loi de dispersion et donc liée au terme C01 w). Pour des valeurs de fi et de f'i très supérieures à f et f' et compte-tenu de la valeur élevée de l'astigmatisme des montages à réseaux concaves,on peut montrer, dans le cadre de l'hypothèse géométrique,que la résolution pratique obtenue dans un montage "in plane" avec une fente de sortie droite de hauteur h' est sensiblement Dans cette expression, qui a été vérifiée expérimentalement,la valeur de t # est déduite de l'équation 5 dans laquelle on considère que le terme C2l est nul(on Sépare donc la contribution à l'élargissement de l'image due à la courbure des raies spectrales de celle due aux autres aberrations),la valeur de # #f est égale à $ = rr f 1/ rdi (7) et celle de ##c à ##c = h'2 RC / 8 di (8) di étant la dispersion image du montage , Ceci permet de conclure que, si dans un montage à simple rotation du réseau , et à distances entre objet et image fixes, on utilise une fente d'entrée droite de largeur i et de hauteur h'e h = et une fente de sortie de largeur f'i= ##p di e' et de hauteur h', la résolution limite obtenue n'est pas mais a la valeur ##p de l'équation 6 lorsque ##c est du m8me ordre de grandeur que X ## Le calcul a montré qu'il était possible de déterminer des valeurs de h' non ndgli- geables pour lesquelles cette condition était satisfaite si 2 # # était soit inférieur à 40 (dans ce cas la courbure la plus importante à prendre en compte pour des montages très ouverts est RC n RC 2) soit supérieur à 75 (la courbure la plus importante étant alors celle due à l'astigmatisme) et ce, pour les réseaux généralement utilisés dans l'ultra-violet lointain et actuellement disponibles sur le marché.On notera que les milieux des fentes entrée et de sortie se trouvent dans le plan contenant la normale au réseau et perpendiculaire à la direction des traits de ce dernier . L'équation 6 montre en particulier que, pour les caractéristiques des fentes considérées, on peut augmenter le flux -en augmentant f et h et r1 et h' - en perdant un peu en résolution puisque ##p sera toujours supérieur à c Après vérification expérimentale de la validité de l'équation 6, il a été constaté que ## pet f'i étaient des fonctions monotones de la longueur d'onde, décroissantes pour les très faibles valeurs de Q (par exemple avec, pour 6 * 100, R n 400,7 mm, N 3 1200 tr/mm W = 38 mm L n 30 mm, h' = 4 mm), puls croissantes lorsque # augmente par exemple # = 20 , # = 30 , puis enfin de nouveau décroissantes pour les valeurs tel élevées de # ( # = 75 par exemple).La conclusion du caloul, confirmée par les expériences,montre donc qu'il existait - deux valeurs p de Q pas lesquelles les variations de en fonction de la longueur d'onde # peuvent être négligées (la résolution étant alors constante dans tout le domaine spectral exploré, 'i variant alors généralement avec ) -deux valeurs # Q p de Q pour lesquelles les variations de f'i en fonction de la longueur d'onde peuvent être négligées (la résolution étant alors variable dans le domaine spectral exploré). Cette dernière constatation est importante pour la réalisation d'appareils commerciaux puisque l'on peut ainsi réaliser un monochromateur à haut flux avec des fentes de largeur fixe pour un prix de revient très faible. Le calcul de Qp peut être effectué de la manière suivante@ tout d'abord pour un réseau donné et pour une valeur de fi et h' donnée on calcule pour chaque valeur de Q considérée la valeur des distances objets et images de chute déduites de l'équation @ étant do@@é par l'é@uation 5 @implifiée (@ - @) o Compte-tenu des indioations du brevet principal, les valeurs finales obtenues pour 2 et 2' tiennent compte des aberrations et conduisent au calcul de et de ##c (équation 8).On calcule ensuite ##f pour la valeur fi considérée et donc finalement ## # p et f'i en fonction de X Le tracé des courbes f'i = # (#) pour chaque # permet donc la sélection des valeurs Q de Q .Ceci peut être fait automatique P ment par un programme dans lequel on fait varier # de minute en minute, la valeur de Qp retenue étant celle pour laquelle où f'i (A M) est la valeur de f'i pour la longueur d'onde maximale du domaine spectral envisagé, où f'1(A min) est celle correspondant à la longueur d'onde minimale,la quantité # définissant la précision désire, et qui pratiquement peut atteindre l'ordre de 10-2. Au t@bl@au l ci -dessous,on a donné deux exemples pour lesquels la valeur de #p r été déterminée avec fi=10 R N Wo Lo rmm r'mm 2# hmm f'i #min #max mm tr/mm mm mm mm 400,7 1200 38 30 152,28 94,47 144 52'6 0,195 50 1100 500 1221,2 54 54 412,06 594,51 30"28 2,8 0,007 350 4000 L'équation (3) ci-dessus,dans le cas d'un réseau concave à pupille rectangulaire,montre que selon le brevet principal on peut construire des monochromateurs avec un montage à simple rotation Y du réseau autour d'un axe passant par son sommet, les distances objet r = Re et image r' = Re' (R est le rayon de courbure du réseau) étant fixes et fonction de l'angle 2 Q sous lequel du sommet du réseau on voit les deux fentes. Une telle disposition rournit des montages très lumineux et possédant une résolution suffisante pour la plupart des travaux de contrôles industriels et même de recherches avancées et permettant en outre la réalisation de montages spéciaux à plusieurs sorties. De plus v l'inventeur a etabli que le meilleur plan image peut être défini en tenant compte non seulement des seules aberrations du réseau concave, mais encore de celles résultant des conditions d'éclairement du réseau dans lesdits montages.Il est apparu en effet que,du fait soit de la nature de la source, soit de l'optique de transfert focalisant une source éloignée sur la fente d'entrée, il peut s'introduire au niveau de la fente d'entrée des aberrations supplémentaires ##( w , # Dans ces conditions, dans le plan image,le ohemin optique aberrant total a pour valeur h"(w, ) W, ( w , )+ ##(w , # ) (11) Comme/on l'a indiqué précédemment,on peut mettre #" ( w , # ) sous la forme :: #" ( w , # ) = #'1( w1 # ) + C1w + CO1 w + C1# w + #'2( w1 # ) + C2w2 + CO2w + C2# w (12) en séparant les termes pairs en w et # des termes impairs, et en considérant que ##( w , # ) représente essentiellement un défaut de mise au point et un basculement de l'image. Les termes impairs sont définis comme suit Cij représentant les coefficients d'aberrations du réseau concave pour lesquels i = O, 2.....et i + j = 3,5 ..... -CO1 w est un terme fonction de la hauteur h' de la fente de sortie, -C#1w est un terme du premier ordre lié au mode d'éclaira- ge de l'appareil, -Clw est un terme traduisant le basculement de la sphère de référence et déterminant la position du maximum d'intensité qui pour une valeur &alpha; de l'angle d'incidence se trouve dans la direction ss +#ss telle que : (13) sin ss = # K N # - sin &alpha; h'2 #2 w02 C1# (14) cosss # ss= ( 1 - ) # -(CO3 + C21 ) + @'2 3 4 si/on prend en eonsidération le critère de qualité géométrique précédemment défini. Les termes d'ordre pairs, déterminant la valeur de H ( W ),s'expriment par Cij caractérisant les coefficients d'aberrations du réseau concave pour lesquels i = 0, 2 .... et i + j = 4,6 . -CO2w2 est un terme fonction de la hauteur h' de la fente de sortie -C22 w2 est un terme du second ordre lié au mode d'éclairage de l'appareil -C2w2 caractérise le déplacement de la sphère de rdfé rence dans la direction ss , et dont la valeur,déduite du cri tère de qualité géométrique, permet le calcul de H ( # ) qui + 2 C02 + 2 C2# (15) avec # = CO4 + C4 # = C22 + 2C4 la Le plan de focalisation image, c'est-à-dire/.valeur de r', est donc choisi de manière telle que la somme des différents @ défauts de mise au point (celui dû à la hauteur des fentes CO2, plus celui dQ au mode d'éclairage C#2, plus celui du déplacement C2 recherché) soit tel que les aberrations du 4ème ordre soient compensées et que la résolution finale limite soit celle donnée par l'équation 5. Un cas particulier important,que peut traiter l'invention est celui dans lequel les raies émises par la source sotit Slar- gies par effet Doppler, c'est-à-dire pour les particules (ions, atomes ou molécules) émettrices animées d'une grande vitesse v (avec # = v/@ , c étant la vitesse de la lumière ). On sait 5 que si on observe une telle source avec un monochromateur opti quement corrigé on obtient dans le plan image , mEme pour une fente d'entrée infiniment fine, une tache image dont la largeur sera au minium égale à dans le cas d'une visée perpendiculaire à la trajectoire des particules. Il a été constaté qu'un tel élargissement ## D qui atteint eouxamment plusieurs angströms peut être diminué par un déplacement du plan image, ce déplacement étant fonction non seulement de # mais aussi de ss ; en pratique l'utilisateur doit donc modifier la valeur de r' lorsque le spectre défile devant la fente de sortie.En fait, dans la méthode de correction des aberrations par déplacement de la sphère de référence, on peut admettre qu'en première approximation, cet élargissement est égal à celui qui serait observé avec une source classique si le plan de mise au point était (r' + # r')au lieu de r', 4r' étant tel Tout se passe donc, en première approximation, comme s"il y avait un défaut de mise au point instrumental supplémentaire tel que (19) 2C2## - KN # #cosss/r' = - # (sin &alpha;; + sin ss) ### ss/r' Dans ce cas, on résoudra donc équation (3) en tenant compte des équations 15 et 19 de façon à déterminer pour un intervalle spectral considéré un couple de valeurs, o( Q , r et rl tel que les valeurs de r et de r' soient indépendantes de la longueur d'onde, et qu'à chaque valeur de # corresponde donc un plan image rixe pour un intervalle spectral étendu. En particulier, @o@pte tenu de ce que de telles sources sont généralement peu intenses, on peut comme indiquer plus haut traiter le cas de fentes droites de grandes dimensions, et en particulier déterminer l'angle :#'p pour lequel la largeur de la fente de sortie est fixe sans entraîner une perte de flux. Enfin, à l'élargissement Doppler se superpose un déplacement Doppler généralement faible qui,toujours pour la visée perpendiculaire, s'exprime par (20)##D = #2# c'est-à-dire tel que: #2 #2 (21) KN ##D=cos ss #ssD= KN # = (sin &alpha; + sinss) 2 2 le maximum d'intensité se trouve alors dans la direction 9 + tt telle que 2 2 (22) cos = C03 + C21 + -7 --g- + (sin + sin On a décrit ci-après un exemple de réalisation de l'invent ion et donné les courbes expérimentales et théoriques obtenues avec divers montages selon 1'invention,en se référant aux dessins ci-joints,dans lesquels Fig.l (la à 1d) représente le schéma de principe des différents montages asymétriques de focalisation à simple rotation du réseau concave, et font apparattre des valeurs des angles &alpha;; et d'incidence et de diffraction.Comme généralement,dans les montages M2 et M3 les deux courbures précitées sont de sens contraires: l'un quelconque de ces montages est préférable aux deux autres. Fig.2 est une vue par dessus > avec coupe partielle,d'un monochromateur comportant application du procédé de l'invention avec fentes droites de largeur fixe, Fig.2a est une vue en coupe partielle (fig.4a du brevet) Fig.2b-2b'représentent la commande en longueur d'onde et son fonctionnement Fig.3a et 3b sont des diagrammes représentant pour les deux exemples donnés la valeur de et la valeur de la résolution pratique obtenue d AP Fig.4 représente schématiquement un monochromateur double avec montage en Z Dans l'exemple représenté aux figures 2, 2a, 2b, 2b' le monochromateur repose sur un bâti à vide que supporte une platine A sur laquelle sont disposés les divers éléments selon les figures 2 à 2b'.La figure 2 représente en particulier le montage équipé d'un réseau de 500 mm, mais le principe du montage des différents éléments représentés sur les figures 2 à 2b' reste bien entendu valable pour tout autre valeur de R, étant entendu que dans chacun des cas la position des fentes est ajustée à la distance fixée et pour l'angle 2Qp envisagé. Sur la platine A sont montés d'une part un bloc central 1 dans lequel est logé le réseau concave R et le mécanisme de rotation 3 (fig.2a et 2b) du réseau,d'autre part les blocs 4 et 4' comportant ensemble fente-vanne d'entrée et fente-vanne de sortie , Les blocs 4 et 4' sont reliés au bloc 1 par des tubes 5 munis de membranes-soufflets 6,par exemple en Tomback,étanches au vide qui permettent le réglage en ateller de la position des fentes.Les blocs 4 et 4' peuvent être déplacés en translation en direction du réseau, lesdits blocs étant guidés par des glissières disposées sur la platine A; les glissières comportent un repère qui est mis en coincidence,par tout moyen optique approprié, avec des repères tracés sur les blocs 4 et 4'.Dans chaque bloc 4 et 4' sont prévues des fentes de largeur fixe montées dans un tube permettant le réglage en rotation des fentes, le blocage final étant assuré par un ensemble connu de vis antagonistes. A la figure 2a,on voit que le bloc 2, fixé dans le bloc central 1 par les boulons-écrous 1' comporte une pièce conique li disposée verticalement avec un alésage axial dont l'axe 12 est l'axe de rotation du réseau R. A son extrémit inférieure l'axe 12 est solidaire dudit réseau R qui repose sur un support 13 fixé au bloc 2 par tous moyens appropriés.L'arbre-axe 12 est maintenu dans une direction mécaniquement bien définie au moyen d'un ensemble de deux roulements à billes dontAe premier 14 * emmanché sur l'axe de rotation, est maintenu en position par un épaulement 15 de l'arbre et appliqué par une pièce 16 contre un épaulement interne 17 de la pièce conique Il et dont le second 18 est maintenu entre des épaulements 19 interne de la pièce il et 20 de l'arbre,par deux entretoises 21,lue serrage étant assuré par un ensemble à écrou et frein 22. L'extrémité libre de l'axe 12 fait saillie au-dessus de l'ensemble 2 et porte un bras horizontal 23 rigidement fixé sur l'arbre, et dont le r8ad sera précisé cl-après. Le bras 29 est ici parallèle à la tangente au sommet du réseau R (fig.2 et 2b') ,mais on peut lui donner toute autre orientation, désirée ou avantageuse, fixe par rapport au réseau. Solidaire de la platine A,un poussoir 24 porte un organe moteur indiqué en 25 pour provoquer à volonté le déplacement d'un galet 26 suivant l'axe du poussoir. Ce galet, qui peut en particulier être un roulement à billes,est monté sur le bras 23 par l'intermédiaire d'une pièce coulissante permettant d'ajuster la distance 4entre le sommet du réseau matérialisé par le centre de l'arbre axe 12,et le milieu du galet.Le galet est appliqué sur une des génératrices du cylindre d'axe horizontal 27 perpendiculaire à la direction de déplacement du poussoir; le contact entre le galet et ce cylindre étant assuré par un ressort de rappel 28 agissant sur le bras 23 .Dans ces conditions le déplacement au galet 26 sur une des génératrices du cylindre 27 dont la translation est assurée par le poussoir 24,imprime au bras 23 une rotation qui permet le défilement des longueurs d'onde le long de la fente de sortie.On peut en outre mesurer ainsi avec une bonne précision la longueur d'onde A qui su exprime par = = 2 cos Q sin X (23) D'après l'équation 23,la longueur d'onde # n'est une fonction linéaire du temps que si la valeur de sin # (t) peut elle-même être obtenue ,en particulier, par la mesure du déplacement D d'un organe du poussoir, lequel déplacement peut être aisément rendu proportionnel au temps si la vitesse du moteur lié au poussoir est constante (D = vt). Or, on voit en figure 2b' que (pour une rotation du bras 2D,1e le déplacement D =C0C'=C'0C du cylindre 27 dans la direction perpendiculaire au bras 23 a pour valeur D = HoHw # sin # (t) = vt (24) si #= OH0 = OH.L'équation 23 peut donc s'écrire 2 vt # (t) = cos #p = Et (25) KN # E pouvant/être un nombre entier (obtenu par un choix approprié de la valeur de t ) ce qui facilite le dépu@illement des enregistrements. Dans le cas du réseau à 1221,2 tr/mm,travaillant dans le premier ordre (K = l) si on désire balayer 10 A en une minute et si la vitesse v de déplacement du poussoir 24 a pour valeur l/5 mm par minute,la valeur de # déduite de l'équation 25 est de 317,807 mm. On voit donc que le mécanisme décrit permet,malgré sa simplicité,d'utiliser la rotation du réseau pour donner une mesure assez précise de la valeur de la longueur d'onde:une précision de l'ordre de quelques dixièmes d'angströms peut être aisément obtenue. Il est bon de donner maintenant des indications sur les résultats obtenus avec des monochromateurs respectivement simples et doubles, équipés des mécanismes décrits et de fentes d'entrée et de sortie de largeurs fixes. 10) Monochromateurs simples. Aux figures 3a et 3b on a représenté pour les deux cas envisagés (tableau 1) d'une part la valeur de 'i en fonction de la longueur d'onde et d'autre part les valeurs de la résolution théorique et de la résolution pratique ## Pour le réseau de 500 mm (fig.3b) travaillant avec 2# = 28 , l'écart entre et ##p est négligeable pour les hauteurs de fentes considérées bien que l'ouverture soit élevée. Dans le cas du réseau de 400,7 mm (fig.3a),bien que l'écart entre et ##p soit plus important (v Q,5 A),ce dernier ne représente que le dixième environ de la résolution limite,le montage ainsi réalisé étant ouvert à/f/4... Cette ouverture est,pour le domaine spectral considéré,très élevée en comparaison de celle des appareils commerciaux actuels où elle est égale à f/75. On voit donc qu'il est possible de réaliser des monochromateurs simples, pour lesquels -les faisceaux incidents et diffractés sont fixes. -les fentes d'entrée et de sortie sont fixes en position et en largeur le réseau est animé d'un mouvement de rotation par un mécanisme assurant simultanément la mesure de la longueur d'onde, Pour une rotation # du réseau on obtient à la fente de sortie de largeur f'i des bandes passantes g #p dont la longueur dépend de f'i et dont le maximum d'intensité est situé dans la direction p + #ss telle que : 2 @21 w0 C1 = Cos ss # ss =-(CO3 + #@ ) = K N # # 3 4 et qui correspond à/la longueur d'onde K (# +##). Pratiquement dans les montages à faible dispersion n'est pas observable et d'après l'équation 23 on observe donc, pour une rotation donnée du réseau,les les longueurs d'ondes #, #/@ , #/@ dans l'ordre 1, 2 et 3: il y a donc superposition 2 3 des ordres au niveau de la fente de sortie. Ce phénomène bien connu peut être évité uniquement ou bien par l'adjonction de filtres,ou bien par un montage assurant un préfiltrage c'est-àdire en particulier au moyen de monochromateurs doubles. 20) Monochromateurs doubles Comme dans l'ultra-vfiet on ne dispose que de filtres en nombre limité , il est nécessaire pour séparer les ordres, de réaliser des monochromateurs doubles, la rente de sortie du premier montage jouant le rôle de fente d'entrée du second. Ceci montre nettement l'intérêt présenté par les monochromateurs simples précités par un tel montage,la fente intermédiaire S'1 étant fixe en position et en largeur peut alors réaliser des montages en "Z" (fig.4) en associant un montage M1 (fig.la) à un montage M3 (fig.lc), ou en associant un montage M2(figure lb) à un montage M4 (figure 1d). Le procédé selon l'invention permet donc de construire des monochromateurs doubles assurant la séparation des ordres et augmentant la pureté speetrale,tout en travaillant à très haute lu vinosité et à résolution élevée et avec un angle 20 entre les deux faisceaux très inférieur à 700 ce qui évite d'importantes pertes d'intensité par astigmatisme et par polarisation. -REVENDICATIONS l.Perfectionnements au procédé de focalisation de réseaux concaves sphériques de diffraction, travaillant par réflexion pour la dispersion des différentes radiations constituant une lumière polychromatique,selon lequel on utilise une fente d'entrée et une fente de sortie fixes et l'on n imprime au réseau qu'unie certaine rotation faisant défiler les radiations dans le plan de la fente de sortie, la somme des équations des focales tangentielles objet et immage, pour une longueur d'onde donnée,dans une direction donnée,pour une certaine largeur rayée d'un réseau donné, et une résolution donnéelayant une valeur différente de zéro et déterminée en fonction des aberrations fournies par un réseau concave correspondant à pupille rectangulaire,ces perfectionnements étant caractérisés en ce que le choix du plan image est fait en tenant compte non seulement des aberrations du réseau concave utilisé mais aussi des aberrations qui résultent des conditions d'éclairement dudit réseau. 2.Montage de focalisation de réseaux concaves sphériques de diffraction, travaillant par réflexion pour la dispersion des dif férentes radiations constituant une lumière polychromatique, selon lequel on utilise une fente d'entrée et une fente de sortie fixes et l'on n'imprime au réseau qu'une certaine rotation faisant défiler les radiations dans le plan de la fente de sortie,la somme des équations des focales tangentielles objet et image,pour une longueur d'onde donnée,dans une direction donnée,pour une certaine largeur rayée d'un réseau donné,et et une résolution donnée, ayant une valeur différente de zéro et déterminée en fonction des aberrations fournies par un réseau concave correspondant à pupille rectangulaire,ledit montage étant caractérisé en ce que les milieux des fentes d'entrée et de sortie se trouvent danr un plan contenant la normale au réseau et perpendiculaire à la direction des traits de ce dernier et en ce que les fentes d'entrée et de sortie ont une largeur fixe,c'est-à-dire indépendante de la longueur d'onde ss déterminée de manière qu'il n'en résulte pas de perte de flux au niveau de la fente de sortie. 3.Monochromateur opérant selon l'une des revendications 1 et 2,caraetérisé en ce que la valeur de l'angle Q de chaque réseau est déterminéede telle sorte que,pour un réseau donné et pour des distances objet et image satisfaisant à la relation T +T' = la valeur de la largeur f'1 de la rente de sortie,nécessaire pour capter tout le flux correspondant à la résolution pratique à > soit indépendante de la longueur d'onde. 4. .Monochromateur double selon la revendication 3, caractérisé en ce que deux montages à simple rotation du réseau sont associés en montage en Z, la fente de sortie du premier servant de rente d'entrée pour le second montage,et en ce que la rotation du premier réseau s'effectue en direction de la fente d'entrée et la rotation du second s'effectue en direction opposée (direction de la fente de sortie du second montage).