О.П. Куркова1, К.В. Сердюк2, А.Н. Якимов3

1-3Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (Санкт-Петербург, Россия)

1aljaskaolga@mail.ru, 2kserdiuk@yandex.ru, 3y_alder@mail.ru

Постановка проблемы. Спектральный анализ – один из важнейших методов физико-технических исследований для решения множества научных и практических задач. Ключевым параметром спектрального прибора является его разрешающая способность. Приборы, основанные на дифракционных решетках, имеют принципиальные ограничения: их разрешающая способность ограничивается работой в первых двух порядках дифракции. Ограничение связано с тем, что интенсивность дифракционных максимумов резко падает с увеличением порядка дифракции. Такие приборы не способны различить близко расположенные спектральные линии. Повышение разрешающей способности спектральных приборов является важной и актуальной задачей для спектроскопии.

Цель. Разработать оптическую схему спектрального прибора высокого разрешения на основе призмы для обнаружения близлежащих спектральных линий при минимальном влиянии аберраций.

Результаты. Разработана оптическая схема дифракционного призменного спектрального прибора. Показана возможность обнаружения близлежащих спектральных линий. Проведено комплексное исследование влияния аберраций и методов их минимизации для достижения оптимального качества работы и точности измерений спектрального прибора.

Практическая значимость. Результаты исследования подтверждают возможность повышения разрешающей способности спектрально прибора для обнаружения близко расположенных спектральных линий. Учет влияния аберраций в работе дифракционного призменного спектрального прибора повысит качество его работы и точность измерения. Полученные данные открывают новые возможности изучения сложных спектров с высокой детализацией.

Куркова О.П., Сердюк К.В., Якимов А.Н. Учет влияния аберраций в работе дифракционного призменого спектрального прибора // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2024. Т. 22. № 4. С. 62−68. DOI: https://doi.org/10.18127/ j20700814-202404-07

1. Зайдель А.Н., Островская Г.В., Островский Ю.И. Техника и практика спектроскопии. М.: Наука; ГИФМЛ. 1972. 375 с.
2. Gao N., Xie C. High-order diffraction suppression using modulated groove position gratings // Optics Letters. 2011. V. 36. № 21. P. 4251−4253.
3. Fan Q., Liu Y., Wang C., etc. Single-order diffraction grating designed by trapezoidal transmission function // Optics letters. 2015. V. 40. № 11. P. 2657−2660.
4. Бобров С.Т., Котлецов Б.Н., Минаков В.И. Дифракционные решетки с порядками одинаковой интенсивности // Голографические системы. Науч. тр. НЭТИ (Новосибирск). 1978. № 2. С. 123−129.
5. Пальчикова И.Г., Рябчун А.М., Черков Г.А. Дифракционные оптические делители пучка // Компьютерная оптика. 1996. № 16. С. 44−47.
6. Москалец О.Д., Сердюк К.В. Спектральные измерения оптическими дифракционными спектральными приборами: системный подход // Датчики и системы. 2022. № 5(264). С. 19−24. DOI 10.25728/datsys.2022.5.3.
7. Москалец О.Д., Сердюк К.В. Радиооптический анализ призменного спектрального прибора // Материалы XXIV Междунар. научн. конф. «Волновая электроника и инфокоммуникационные системы». Санкт-Петербург. 31 мая 2021 г. В 3-х частях. Ч. 2. СПб.: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения. 2021. С. 158−168.
8. Папулис А. Теория систем и преобразований в оптике: Пер. с англ. М.: Мир. 1971. 495 с.
9. Сердюк К.В. Анализ и контроль физико-химического процесса дифракционным призменным спектральным прибором // Материалы XXVI Междунар. научной конф. «Волновая электроника и инфокоммуникационные системы». Санкт-Петербург. 29 мая 2023 г. В 3-х частях. Ч. 2. СПб.: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения. 2023. С. 350−355.
10. Сердюк К.В. Моделирование работы анализирующей системы призменного спектрального прибора для контроля физических и физико-химических процессов // Датчики и системы. 2023. № 4-2(270). С. 13−19. DOI 10.25728/datsys.2023.4.2.3.
11. Загрубский А.А., Цыганенко Н.М., Чернова А.П. Спектральные приборы: Учеб. пособие. СПб.: Санкт-Петербургский государственный университет. Физический факультет. 2007. 76 с.
12. Скоков И.В. Оптические спектральные приборы: Учеб. пособие для вузов. М.: Машиностроение. 1984. 240 с.