DE1106518B

DE1106518B - Spectrometer for light and X-ray radiation

Info

Publication number: DE1106518B
Application number: DESCH23816A
Authority: DE
Inventors: Dr Berthold W Schumacher
Original assignee: DR BERTHOLD W SCHUMACHER
Current assignee: DR BERTHOLD W SCHUMACHER
Priority date: 1958-04-01
Filing date: 1958-04-01
Publication date: 1961-05-10

Description

Spektrometer für Licht- und Röntgenstrahlung Es wurde bisher allgemein für notwendig gehalten, für die spektrale Zerlegung von infrarotem, sichtbarem und ultraviolettem Licht und von Röntgenstrahlen verschiedene Spektrometerkonstruktionen zu verwenden. Diese Auffassung ist zunächst naheliegend, denn einmal müssen für die verschiedenen Wellenlängenbereiche, um die es sich hier handelt, verschiedene Dispersionselemente verwendet werden. Zum anderen können einige der Bereiche in Luft untersucht werden, z. B. sichtbares Licht und kurzwellige Röntgenstrahlung, während andere Bereiche ein Vakuumspektrometer erfordern. Zum dritten erzeugen die verfügbaren Dispersionselemente die Spektren in etwas verschiedener Weise, und demgemäß muß der Spektrometermechamsmus in den verschiedenen Bereichen verschieden arbeiten. Es ist deshalb kein Spektrometer bekanntgeworden, mit dem in allen erwähnten Bereichen gleichermaßen gearbeitet werden kann, jedenfalls ohne Umbau und Auswechseln wesentlicher Teile.Spectrometer for light and X-ray radiation It has been general up to now considered necessary for the spectral decomposition of the infrared, visible and ultraviolet light and spectrometer designs other than X-rays to use. This view is obvious at first, because once must for the different wavelength ranges that are involved here are different Dispersion elements are used. On the other hand, some of the areas in Air can be examined, e.g. B. visible light and short-wave X-rays, while other areas require a vacuum spectrometer. Third, the available dispersion elements the spectra in somewhat different ways, and accordingly the spectrometer mechanism must work differently in the different areas. Therefore, no spectrometer has become known that can do all of the above can be worked in the same way, at least without any major modifications and replacements Parts.

Zur gleichzeitigen Analyse aller Strahlungsbereiche können natürlich immer mehrere verschiedene Spektrometer um die Strahlenquelle gruppiert werden. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß aus verschiedenen Richtungen beobachtet wird, was bedeutet, daß verschiedene Selbstabsorptionskoeffizienten usw. in Rechnung gestellt werden müssen, insbesondere wenn die Strahlenquelle Röntgenstrahlen aussendet. Außerdem ist der große Aufwand ein Nachteil dieses Verfahrens. For the simultaneous analysis of all radiation areas you can of course several different spectrometers are always grouped around the radiation source. However, this arrangement has the disadvantage that it is observed from different directions which means that various self-absorption coefficients, etc. are taken into account must be provided, especially if the radiation source emits X-rays. In addition, the great expense is a disadvantage of this method.

Es wurde nun in letzter Zeit ein neues Verfahren zur Anregung von atomarer Strahlung entwickelt und bekannt, nach welchem gleichzeitig Licht, weiche und harte Röntgenstrahlung angeregt werden, nämlich der Beschuß von festen Körpern, aber auch von Flüssigkeiten und Gasen mit Elektronen, die in den Gasraum eingeschlossen werden. Um alle Spektralbereiche zu erfassen kann man die Strahlung nach kurzer Wegstrecke im Gas sofort in ein Vakuumspektrometer einfallen lassen. There has now recently been a new method of stimulating atomic radiation developed and known, according to which at the same time light, soft and hard X-rays are excited, namely the bombardment of solid bodies, but also of liquids and gases with electrons trapped in the gas space will. In order to cover all spectral ranges, the radiation can be seen after a short time Immediately allow the path in the gas to fall into a vacuum spectrometer.

Es ist dann möglich, beispielsweise zum Zwecke der chemischen Analyse, einen lückenlosen Nachweis für alle chemischen Elemente zu führen, was bekanntlich mit keiner der bisherigen spektroskopischen Methoden möglich ist.It is then possible, for example for the purpose of chemical analysis, to lead a complete proof for all chemical elements, which is well known is not possible with any of the previous spectroscopic methods.

Um nun die erwähnten Vorteile dieses Prinzips - Anregung der Strahlung durch Elektronenbeschuß und Eintritt der Strahlung ins Vakuum - tatsächlich ausnutzen zu können, muß das Spektrometer eine Reihe von Bedingungen erfüllen, die im folgenden unter a) bis d) diskutiert werden. Aus den Betrachtungen ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Konstruktion des nachfolgend beschriebenen Spektrometers - mit einem neuartigen Bewegungsmechanismus für die optischen Teile und mit teilweise neuartiger gegenseitiger Anordnung der optischen Teile - wesentliche Beschränkungen bekannter Spektrometerkonstruktionen vermeidet. Sie bietet die bisher nicht erreichte Möglichkeit der spektralen Zerlegung von Röntgenstrahlung, ultraviolettem, sichtbarem und ultrarotem Licht in einem einzigen Instrument. Now to the mentioned advantages of this principle - excitation of radiation by electron bombardment and entry of the radiation into the vacuum - actually exploit it To be able to do so, the spectrometer must meet a number of conditions, which are described below discussed under a) to d). From the considerations it follows that the inventive Construction of the spectrometer described below - with a new one Movement mechanism for the optical parts and with partially novel mutual Arrangement of optical parts - major limitations of known spectrometer designs avoids. It offers the previously unattainable possibility of spectral decomposition of X-rays, ultraviolet, visible and ultrared light in a single Instrument.

Dieses kann selbstverständlich auch für Strahlung verwendet werden, die im Vakuum selbst erzeugt ist, durch jede Art von Anregungsmechanismus. Und auch wenn in Luft betrieben, stellt die neue Konstruktion eine wesentliche Verbesserung seitheriger Spektrometer dar.This can of course also be used for radiation, which is generated in the vacuum itself, by any kind of excitation mechanism. And also when operated in air, the new design represents a major improvement since then represents a spectrometer.

Konstruktive Aufgaben Im einzelnen bestehen folgende konstruktive Aufgaben, die erfindungsgemäß mit der später beschriebenen Konstruktion gelöst werden: a) Der vom Spektrometer erfaßte Wellenlängenbereich sollte von imin = 0,1 Ä (Angström-Einheiten) bis Ärnaz = 150000 Ä = 15 ju reichen. Aus verschiedenen Gründen muß ein so weiter Bereich unterteilt werden. Constructive tasks In detail, there are the following constructive tasks Tasks that are achieved according to the invention with the construction described below: a) The wavelength range recorded by the spectrometer should be imin = 0.1 Å (Angstrom units) up to Ärnaz = 150,000 Ä = 15 ju. For various reasons a must go on Area to be subdivided.

In gewissen Teilbereichen kann die spektrale Zerlegung der Strahlung, wie bekannt, nur durch Reflexion an Kristallen, teils nur durch Reflexion an Beugungsgittern vorgenommen werden. Außerdem kann eine weitergehende Unterteilung der Bereiche aus Gründen der Meßgenauigkeit erwünscht sein.In certain sub-areas, the spectral decomposition of the radiation, as known, only by reflection on crystals, partly only by reflection on diffraction gratings be made. In addition, a further subdivision of the areas can be made Reasons of measurement accuracy are desirable.

Die Wellenlänge AmsX = 0,1 Ä entspricht der Röntgenstrahlung, die man erhalten kann, falls die Energie der anregenden Elektronen 125 keV beträgt, was im Bereich der handelsüblichen Röntgengeräte liegt. The wavelength AmsX = 0.1 Å corresponds to the X-ray radiation that one can obtain, if the energy of the exciting electrons is 125 keV, which is in the range of commercially available X-ray devices.

Vergleichsweise beträgt die Wellenlänge der K-Strahlung des Uranatoms iK, U = 0,11 Å. Der Spektralbereich von 0,1 bis 2,5 Å, im folgenden als Bereich I bezeichnet, ist der Bereich der sogenannten harten Röntgen strahlung, wo an sich kein Vakuumspektrometer erforderlich ist. In comparison, the wavelength of the K radiation of the uranium atom is iK, U = 0.11 Å. The spectral range from 0.1 to 2.5 Å, hereinafter referred to as the range I denotes the area of so-called hard X-ray radiation, where per se no vacuum spectrometer is required.

Da die zu analysierenden Substanzen jedoch gleichzeitig in diesem Bereich I und im folgenden mittel- und langwelligen Bereich Emissionslinien aufweisen können, muß das Vakuumspektrometer auch den Bereich I umfassen.However, since the substances to be analyzed are simultaneously in this area I and in the following medium and long wave area emission lines can have, the vacuum spectrometer must also include area I.

Als Dispersionselement kommen im wesentlichen nur Kristalle in Betracht.Essentially only crystals can be used as the dispersion element.

Der Bereich von 2,5 bis 20 Ä erfordert, wie bekannt, ein Vakuumspektrometer, da diese Strahlung von der Luft absorbiert wird. In diesem Bereich II sind Kristalle ebenfalls das beste verfügbare Dispersionselement. As is known, the range from 2.5 to 20 Å requires a vacuum spectrometer, because this radiation is absorbed by the air. In this area II there are crystals also the best dispersion element available.

Für den Bereich III, von 20 bis 1500 Å, stehen keine Kristalle mehr zur Verfügung, es muß, wie bekannt, ein mechanisch hergestelltes sogenanntes optisches Beugungsgitter verwendet werden, um die Strahlung spektral zu zerlegen. For the area III, from 20 to 1500 Å, there are no more crystals available, it must, as is known, a mechanically produced so-called optical Diffraction gratings are used to split the radiation spectrally.

Für einen lückenlosen Nachweis der in einer Substanz vorhandenen Elemente kann keiner der Bereiche II und III entbehrt werden. Beispielsweise beträgt die Vellenlänge der K-Strahlung von Lithium 240 Å, von Kohlenstoff 44,5 Å, von Aluminium 8,3 Å. Die sogenannte L-, M- und N-Strahlung der schwereren Elemente, aus welcher Aufschlüsse über den chemischen Bindungszustand zu gewinnen sind, liegt ebenfalls in diesem Bereich, z. B. ist die L-Strahlung für Chlor 67,8 Å, für Kalzium 41,0 i, und die M-Strahlung für Zinn ist 17,9 Å, für \wolfram 7,0 Å, für Ruthenium 26,8 Å. For a complete proof of what is present in a substance Elements cannot be dispensed with in any of the areas II and III. For example, is the wavelength of K radiation from lithium 240 Å, from carbon 44.5 Å, from aluminum 8.3 Å. The so-called L, M and N radiation of the heavier elements from which Information about the chemical bond state can be obtained is also located in this area, e.g. B. the L radiation for chlorine is 67.8 Å, for calcium 41.0 i, and the M radiation for tin is 17.9 Å, for \ wolfram 7.0 Å, for ruthenium 26.8 Å.

Der Bereich von 1500 Ä bis 15 zur hier als Bereich IV bezeichnet, umfaßt das ultraviolette, sichtbare und infrarote Licht. Zur Zerlegung kann im ganzen Bereich IV ein Beugungsgitter verwendet werden. Von 1500 bis 2500 Ä ist ein Vakuumspektrometer erforderlich; vorteilhaft ist ein solches ebenfalls für Wdlenlängen über 1,u. The range from 1500 Ä to 15 referred to here as range IV, includes the ultraviolet, visible and infrared light. Can be broken down as a whole Area IV a diffraction grating can be used. From 1500 to 2500 Ä is a vacuum spectrometer necessary; This is also advantageous for spiral lengths over 1, and the like.

Atomspektren, z. B. von Gasen, liegen in diesem Bereich IV, es erscheint z. B. das sichtbare Spektrum von Quecksilber, wenn der obenerwähnte Elektronenstrahl auf Sublimat trifft. Darüber hinaus erscheinen auch Molekülspektren, die somit eine Molekularanalyse erlauben.Atomic spectra, e.g. B. of gases, lie in this area IV, it appears z. B. the visible spectrum of mercury when the electron beam mentioned above meets sublimate. In addition, molecular spectra also appear, which are thus a Allow molecular analysis.

Erfindungsgemäß hat das hier beschriebene Spektrometer für mehrere oder alle der erwähnten Bereiche 1 bis IV eines oder mehrere Dispersionselemente fest eingebaut und erlaubt somit, eine Spektralanalyse in allen erwähnten Bereichen durchzuführen. b) Die Auswahl oder die Umschaltung auf die verschiedenen Teilbereiche sollte kein Auswechseln von Teilen erfordern, und sie sollte ohne Brechen des Vakuums vor sich gehen. Dazu ist zu bemerken, daß für alle unter a) aufgeführten Bereiche des Spektrums zwar Spektrometerkonstruktionen bekannt sind und viele davon auch eine Auswahl von Teilbereichen erlauben, wozu aber üblicherweise das Dispersionselement, also der Kristall und das Beugungsgitter (oder ein Prisma), ausgewechselt werden muß. Es sind zwar Anordnungen bekannt, bei denen verschiedene Prismen auch in evakuierten Anordnungen nacheinander in den Strahlengang gebracht werden, wobei die Steuerung der Prismen sich außerhalb des abgeschlossenen Gehäuses befindet. Die Auswahl ist aber immer auf nahe benachbarte Spektralbereiche beschränkt. Unseres Wissens ist kein Spektrometermechanismus bekannt, der gleichermaßen im Bereich um 0,1 Å, 1000 Ä und 15 4 verwendet werden kann. Hier wird ein Spektrometer beschrieben, bei dem erfindungsgemäß ein und derselbe mechanische Bewegungsmechanismus im ganzen Spektralbereich von etwa 0,1 Ä bis etwa 15 u verwendet wird. Zur Auswahl der verschiedenen Teilbereiche des Spektrums müssen keine Teile ausgewechselt werden, und es sind keine Justierarbeiten erforderlich. Alle Dispersionselemente sind erfindungsgemäß fest eingebaut. c) Der Spektrometermechanismus soll kompakt sein, so daß das Vakuumgehäuse möglichst klein bleibt. According to the invention, the spectrometer described here has for several or all of the mentioned areas 1 to IV of one or more dispersion elements permanently installed and thus allows a spectral analysis in all mentioned areas perform. b) The selection or switching to the various sub-areas should not require any part changes and should be done without breaking the vacuum going on. It should be noted that for all areas listed under a) of the spectrum, spectrometer constructions are known and so are many of them allow a selection of sub-areas, but usually include the dispersion element, So the crystal and the diffraction grating (or a prism) have to be exchanged got to. Arrangements are known in which various prisms are also evacuated Arrangements are brought into the beam path one after the other, with the controller the prisms are located outside the closed housing. The selection is but always limited to nearby spectral ranges. To our knowledge is no known spectrometer mechanism that is equally in the range around 0.1 Å, 1000 Ä and 15 4 can be used. Here a spectrometer is described in which according to the invention one and the same mechanical movement mechanism in the entire spectral range from about 0.1 Å to about 15 µ is used. To select the different sub-areas of the spectrum, no parts need to be replaced and no adjustment work is required necessary. According to the invention, all dispersion elements are permanently installed. c) The The spectrometer mechanism should be compact so that the vacuum housing is as small as possible remain.

Große Vakuumgehäuse sind teuer. Außerdem ist ein kleineres Instrument leichter aufzustellen und zu handhaben. Die erfindungsgemäß gewählte Art der Anbringung von Gegengewichten für die beweglichen Teile trägt dieser Forderung Rechnung. d) Die an jede mechanische Konstruktion zu stellenden Forderungen müssen auch hier beachtet werden; die Konstruktion soll möglichst wenig Präzisionsteile enthalten, die Herstellung letzterer soll einfach sein, die Abnutzung soll minimal bleiben, eine gegenseitige Justierung der Teile soll einfach sein. Der im folgenden beschriebene Spektrometermechanismus erlaubt, erfindungsgemäß eine interne Justierung vorzunehmen, ohne Verwendung von Meßgeräten. e) Die Lichtquelle, z. B. der anregende Elektronenstrahl, die Analysensubstanz, die Eintrittsblende des Spektrometers und die geometrische Achse des Strahlenkegels, der ins Spektrometer einfällt und entlang deren sich die Dispersionselemente bewegen, muß im Raum festliegen. Diese Forderung folgt aus der Größe und Schwere des zum Spektrometer gehörenden Vakuumsystems. Erfindungsgemäß wird diese Forderung durch einen um die Eintrittsblende schwingenden Bewegungsmechanismus und zunehmend schiefen Anschliff der aneinandergereihten Dispersionskristalle erfüllt. f) Das Spektrometer muß vom fokussierenden Typ sein, da nur dann von einer punktförmigen Lichtquelle - wie sie durch die Elektronenanregung und die dynamischen Druckstufen für den Übergang der Strahlung vom Gasraum ins Vakuum bedingt ist - ein genügend lichtstarkes Spektrum zu erhalten ist. Es werden deshalb die an sich bekannten, gekrümmten Kristalle und konkave Beugungsgitter verwendet.Large vacuum enclosures are expensive. Also is a smaller instrument easier to set up and handle. The type of attachment chosen according to the invention of counterweights for the moving parts takes this requirement into account. d) The demands to be made on every mechanical construction must also be made here get noticed; the construction should contain as few precision parts as possible, the production of the latter should be easy, wear and tear should remain minimal, a mutual adjustment of the parts should be easy. The one described below The spectrometer mechanism allows an internal adjustment to be carried out according to the invention, without the use of measuring devices. e) The light source, e.g. B. the exciting electron beam, the substance to be analyzed, the entrance aperture of the spectrometer and the geometrical one Axis of the cone of rays that enters the spectrometer and along which the Move dispersion elements, must be fixed in the room. This requirement follows from Size and severity of the vacuum system belonging to the spectrometer. According to the invention this requirement is met by a movement mechanism that oscillates around the entrance aperture and increasingly crooked bevel of the strung together dispersion crystals. f) The spectrometer must be of the focusing type, since only then of a point-shaped one Light source - as provided by the electron excitation and the dynamic pressure levels for the transition of the radiation from the gas space into the vacuum is conditional - a sufficient bright spectrum is to be obtained. There are therefore the known per se, curved crystals and concave diffraction gratings are used.

Funktionelle Konstruktion: Die Forderungen a) und f) werden erfindungsgemäß dadurch erfüllt, daß auf dem Rowlandschen Fokussierungskreis mit Radius RR mehrere Dispersionselemente, insbesondere Beugungskristalle mit verschiedenen Gitterkonstanten, und optische Beugungsgitter fest angebracht sind und wahlweise zusammen oder einzeln durch Verschieben von Blenden der ein fallenden Strahlung dargeboten werden können, wobei zum Abtasten des Spektrums in jedem Falle ein und derselbe spezielle mechanische Bewegungsmechanismus verwendet wird, der die Spektrometerelemente, nämlich Eintrittsöffnung, Dispersionselemente und Strahlendetektor, in an sich bekannter Weise auf dem Rowlandschen Fokussierungskreis hält und führt. Functional construction: The requirements a) and f) are according to the invention fulfilled by the fact that on the Rowland focusing circle with radius RR several Dispersion elements, especially diffraction crystals with different lattice constants, and optical diffraction gratings are permanently attached and optionally together or individually by moving diaphragms that can be presented to incident radiation, one and the same special mechanical for scanning the spectrum in each case Movement mechanism is used, which the spectrometer elements, namely inlet opening, Dispersion elements and radiation detector, in a manner known per se based on Rowland's Focus circle lasts and leads.

Kristalle als Dispersionselement: Abb. 1 zeigt die Anordnung der Spektrometerkomponenten für den Fall, daß Röntgenstrahlen an einem einzigen Beugungskristall, z. B. aus Quarz, reflektiert werden. Dabei ist in bekannter Weise von der selektiven Reflexion der verschiedenen Wellenlängen unter verschiedenen Winkeln Gebrauch gemacht. Der Beugungskristall ist in bekannter Weise gekrümmt oder gleichzeitig gekrümmt und zylindrisch angeschliffen. Crystals as a dispersion element: Fig. 1 shows the arrangement of the Spectrometer components for the case that X-rays on a single diffraction crystal, z. B. made of quartz, are reflected. It is in a known manner of the selective Reflection of different wavelengths made at different angles. The diffraction crystal is curved in a known manner or curved at the same time and ground cylindrically.

S ist die Strahlenquelle; S* ist die nahe bei S liegende Eintrittsblende für die Strahlung ins Spektrometer, z. B. eine Düse der erwähnten dynamischen Druckstufen. z ist die Achse des eintretenden Strahlenkegels, der den Öffnungswinkel 2w hat. K ist der Mittelpunkt des Beugungskristalls, D ist der Eintrittspalt eines Strahlendetektors; beide sind in einer StellungI und in einer StellungII gezeichnet, die einer Reflexion der Wellenlängen RI und iII entsprechen. S*, K und D liegen immer auf dem Rowlandkreis, der den Radius RR hat. S is the radiation source; S * is the entrance aperture close to S. for the radiation into the spectrometer, e.g. B. a nozzle of the mentioned dynamic pressure levels. z is the axis of the incoming ray cone, which has the opening angle 2w. K is the center of the diffraction crystal, D is the entrance slit of a radiation detector; both are drawn in a position I and a position II, that of a reflection correspond to the wavelengths RI and iII. S *, K and D are always on the Rowland district, which has the radius RR.

Die geometrische Normale auf der Kristallfläche im Punkt h' geht durch den Mittelpunkt M des Rowlandkreises. Die Winkel S*KM und MKD sind gleich.The geometric normal on the crystal surface at point h 'goes through the center M of the Rowland district. The angles S * KM and MKD are the same.

Wenn die Achse z des Strahlenkegels im Raum festgehalten wird, muß der ganze Rowlandkreis um S* gedreht werden, um anstall und Detektor von stellung 1 in Stellung II zu verschieben. Der Mittelpunkt M bewegt sich dabei auf einem Kreis um S* mit Radius RR. Dabei bleiben die Sehnen S*K und KD einander gleich. Von diesen beiden Tatsachen macht die später beschriebene Konstruktion Gebrauch. If the axis z of the cone of rays is fixed in space, must the whole Rowland district turned around S * be to anstall and detector to move from position 1 to position II. The center M moves in the process on a circle around S * with radius RR. The tendons S * K and KD remain one another same. The construction described later makes use of these two facts.

Bekanntlich kann der Beugungskristall eine beträchtliche Größe haben, und die bei K erfüllte Reflexionsbedingung bleibt auch für alle andern Punkte der Kristallfläche erhalten, vorausgesetzt, daß folgende bekannte Bedingungen erfüllt sind: a) Der Kristall muß gekrümmt werden, derart, daß die Netzebene, die durch K geht, einen Krümmungsradius 2 RR bekommt. K' (Abb. 1) ist der Mittelpunkt aller Krümmungskreise. b) Die Oberfläche muß angeschliffen werden, derart, daß sie dem Rowlandkreis anliegt. As is well known, the diffraction crystal can be of considerable size, and the reflection condition fulfilled at K remains for all other points as well A crystal face is obtained provided that the following known conditions are met are: a) The crystal must be curved in such a way that the lattice plane passing through K goes, gets a radius of curvature 2 RR. K '(Fig. 1) is the center of all Circles of curvature. b) The surface must be sanded in such a way that it corresponds to the Rowlandkreis.

Die bei einem vorgegebenen Winkel reflektierte Wellenlänge hängt nicht von Bedingung a) oder b) ab, sondern lediglich vom Netzebenenabstand d des Kristalls. Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, den Beugungskristall aus zwei oder mehr Teilen mit verschiedenem Netzebenenabstand d1, d2 usw. zusammenzusetzen. Es reflektiert dann jeder der Teile seine eigene für den gegebenen Reflexionswinkel charakteristische Wellenlänge, wobei jede dieser Wellenlängen zu einem anderen Spektralbereich gehören kann. Abb. 2 zeigt eine derartige Anordnung der Dispersionselemente. The wavelength reflected at a given angle depends does not depend on condition a) or b), but only on the grid level spacing d des Crystal. According to the invention it is therefore provided that the diffraction crystal from two or assemble more parts with different lattice plane spacing d1, d2 etc. It then reflects each of the parts its own for the given angle of reflection characteristic wavelength, each of these wavelengths belonging to a different spectral range can belong. Fig. 2 shows such an arrangement of the dispersion elements.

Alle Dispersionselemente (Beugungskristalle und Gitter) sind fest auf dem Rowlandkreis montiert. Um jedes davon einzeln zur Wirkung kommen zu lassen, ist erfindungsgemäß im Strahlengang zwischen S* und K eine verschiebbare Schlitzblende Bl angebracht (s. Abb. 2), die aus dem Strahlenkegel mit Öffnungswinkel 2w einen Teilkegel mit Öffnungswinkel 2V ausblendet, so daß z. B. nur eines der Dispersionselemente von Strahlung getroffen wird. Durch einfaches Verschieben von Blende Bt kann auf jedes der Dispersionselemente und den zugehörigen Spektralbereich umgeschaltet werden. All dispersion elements (diffraction crystals and gratings) are solid mounted on the Rowlandkreis. To let each of them come into effect individually, is according to the invention in the beam path between S * and K a displaceable slit diaphragm Bl attached (see Fig. 2), which from the beam cone with opening angle 2w a Partial cone with opening angle 2V hides, so that z. B. only one of the dispersion elements is hit by radiation. By simply moving cover Bt you can open each of the dispersion elements and the associated spectral range can be switched.

Strichgitter als Dispersionselement: Wie erwähnt, muß für Wellenlängen über etwa 20 Ä ein Beugungsgitter (auch optisches Gitter oder Strichgitter genannt) an die Stelle des Beugungskristalls treten. Wird ein zylindrisches KonBavgitter mit Radius 2 RR verwendet, so bleiben bekanntlich die Fokussierungsbedingungen dieselben wie beim Kristall, das gebeugte Licht wird auf den Rowlandkreis fokussiert. Ein wesentlicher Unterschied ist jedoch der, daß für jede Lage des Gitters sofort das ganze Beugungsspektrum auf einmal erscheint und nicht nur wie beim Kristall eine einzige Wellenlänge. In Abb. 3 sind diese Zusammenhänge dargestellt. Line grating as a dispersion element: As mentioned, must be for wavelengths a diffraction grating (also called optical grating or line grating) over about 20 Å take the place of the diffraction crystal. Becomes a cylindrical KonBav grating with radius 2 RR used, it is known that the focusing conditions remain the same as with the crystal, the diffracted light is focused on the Rowland circle. A The main difference, however, is that for every position of the grid, the entire diffraction spectrum appears at once and not just one as in the case of a crystal single wavelength. These relationships are shown in Fig. 3.

Es sind nun zweierlei Betriebsweisen des Spektrometers möglich. Im ersten Fall kann man den Detektor allein auf dem Rowlandkreis entlangführen, während das Beugungsgitter feststehend an einer geeigneten Stelle der Achse x verbleibt. Diese unabhängige Bewegung des Detektors entlang dem Rowlandkreis kann erfindungsgemäß mit denselben mechanischen Bauelementen bewerkstelligt werden, aus denen sich auch das im folgenden beschriebene Kristallspektrometer aufbaut. The spectrometer can now be operated in two ways. in the In the first case, the detector can be guided along the Rowlandkreis alone while the diffraction grating remains stationary at a suitable point on the axis x. This independent movement of the detector along the Rowland circle can according to the invention be accomplished with the same mechanical components that make up the crystal spectrometer described below.

Bei der zweiten möglichen Betriebsweise wird der Detektor nach D* um eine gewisse Strecke s3 gegenüber der symmetrischen Stellung bei DO verschoben, und dann wird das Gitter wie früher der Kristall auf und ab bewegt entlang der Achse z (unter Konstanthaltung von s3). In the second possible mode of operation, the detector is set according to D * shifted by a certain distance s3 compared to the symmetrical position at DO, and then the lattice is moved up and down along the axis like the crystal before z (keeping s3 constant).

Damit ändert sich der Lichteinfallswinkel und als Folge davon auch die bei D* auftretende Wellenlänge.This changes the angle of incidence of light and, as a result, changes as well the wavelength occurring at D *.

Abgesehen von der Verschiebung des Detektors von Do nach D* ist diese Betriebsweise identisch mit derjenigen bei Verwendung eines Kristalls. Die hier beschriebene Konstruktion des Spektrometers erlaubt erfindungsgemäß eine willkürliche Einstellung von s3.Apart from the movement of the detector from Do to D *, this is Operating mode identical to that when using a crystal. The one described here According to the invention, the construction of the spectrometer allows an arbitrary setting from s3.

Erfindungsgemäß ist das Beugungsgitter neben die bereits vorhandenen Beugungskristalle auf den Rowlandkreis aufgesetzt (s. Abb. 2) und kann ebenfalls durch die bereits erwähnte Schlitzblende Bl in den Strahlengang eingeschaltet werden. Es können auch mehrere Gitter nebeneinander gesetzt werden. According to the invention, the diffraction grating is next to the existing ones Diffraction crystals are placed on the Rowland circle (see Fig. 2) and can also be switched into the beam path through the already mentioned slit diaphragm B1. Several grids can also be placed next to each other.

Die Schlitzblende Bl kann erfindungsgemäß zweiteilig ausgebildet sein, derart, daß die Größe von 2v verändert werden kann, um, falls erwünscht, mehrere der Dispersionselemente zugleich in den Strahlengang zu bringen. According to the invention, the slit diaphragm B1 can be designed in two parts such that the size of 2v can be changed to several if desired to bring the dispersion elements into the beam path at the same time.

Bisher ist das Schema des neuen Spektrometers, d. h. die gegenseitige geometrische Anordnung der Spektrometerteile, beschrieben worden, die einige neue und erfinderische Merkmale aufweist. Im folgenden soll die mechanische Konstruktion eines Spektrometers nach diesem System beschrieben werden, die zusätzlich einige erfinderische neue Merkmale enthält. So far the scheme of the new spectrometer, i. H. the mutual geometrical arrangement of the spectrometer parts, which have been described some new and has inventive features. The following is the mechanical construction of a spectrometer according to this system are described, which in addition some contains inventive new features.

Mechanische Konstruktion: In Abb. 4 stellt 1 einen nach vorn offenen Kasten dar, dessen Rückwand und Seitenwände vakuumdicht zusammengefügt sind und dessen offene Vorderseite mit einem Deckel (nicht gezeichnet) vakuumdicht verschlossen werden kann. Dieser Vakuumkasten 1 stellt das Gehäuse des Spektrometers dar. Ein Ansatz 2 enthält S*, die Eintrittsöffnung des Spektrometers. z ist wie bisher die Achse des eintretenden Strahlenkegels. 3 ist eine Schraubenspindel, deren Achse parallel zur Achse z ist. 4 ist ein Schlitten, der sich an der Schraubenspindel auf und ab bewegt, wenn diese gedreht wird. Die Führung, die ein Verdrehen des Schlittens verhindert, ist nicht gezeichnet. Der Antrieb der Schraubenspindel erfolgt über ein Getriebe 5, das sich außerhalb des Vakuumkastens befindet. Die Spindel 5 ist zu diesem Zweck durch ein vakuumdichtes Lager 6 aus dem Kasten 1 herausgeführt. Der Schlitten 4 ist U-förmig ausgebildet, wie in Abb. 5 dargestellt, und trägt vier Lagerzapfen B auf einer gemeinsamen Achse y, welche die Achse z schneidet und senkrecht zu dieser steht. Mechanical construction: In Fig. 4, 1 represents an open at the front Box, whose rear wall and side walls are joined together in a vacuum-tight manner and whose open front is closed vacuum-tight with a lid (not shown) can be. This vacuum box 1 represents the housing of the spectrometer. A Approach 2 contains S *, the entrance opening of the spectrometer. z is the same as before Axis of the entering cone of rays. 3 is a screw spindle whose axis is parallel to the z axis. 4 is a slide that is attached to the screw spindle moves up and down when rotated. The guide that a twisting of the slide prevented, is not drawn. The screw spindle is driven by a gear 5 which is located outside the vacuum box. The spindle 5 is led out of the box 1 through a vacuum-tight bearing 6 for this purpose. The carriage 4 is U-shaped, as shown in Fig. 5, and carries four Bearing pin B on a common axis y which intersects the axis z and is perpendicular to this stands.

Teil 7 in Abb. 4 ist ein Kreissektorpaar mit einem Lagerzapfen 8, einem Steg 9 und einem Lagerpaar 10. Part 7 in Fig. 4 is a circular sector pair with a bearing pin 8, a web 9 and a pair of bearings 10.

Der Radius RR der Endfläche des Kreissektorpaares ist erfindungsgemäß identisch zum Radius des Rowlandkreises gewählt. Dies bietet besondere Vorteile für das Einsetzen der Beugungskristalle oder Beugungsgitter 11, wie später noch erläutert wird. Mit anderen Worten, die Kreissektoren 7 stellen ein materielles Stück des Rowlandkreises dar. Mit dem Lagerpaar 10 werden sie an den Zapfen B des Schlittens 4 aufgehängt. Erfindungsgemäß ist zu diesem Zweck 10 zweiteilig ausgebildet. Der Radius dieses Kreissektorpaares 7 stellt zugleich die Bezugsgröße für die interne Justierung des Spektrometers dar, wie sie später noch beschrieben wird.The radius RR of the end face of the pair of circular sectors is according to the invention chosen to be identical to the radius of the Rowland district. This offers particular advantages for the insertion of the diffraction crystals or diffraction grating 11, as will be discussed later is explained. In other words, the circle sectors 7 represent a material one Piece of the Rowland district. With the pair of bearings 10 they are attached to the pin B of the Slide 4 suspended. According to the invention 10 is designed in two parts for this purpose. The radius of this circular sector pair 7 also represents the reference value for the internal Adjustment of the spectrometer, as will be described later.

Auf dem Lagerzapfen 8, der mit 7 eine starre Einheit bildet, sitzt ein Rollenpaar 12, das auf zwei Kreisausschnitten 13 rollt, wenn sich der Schlitten 4 auf und ab bewegt und die Teile 7 usw. nachschleppt. Der Mittelpunkt von 13 ist S*. Die Radien R12 und R13 des Rollenpaares 12 bzw. der Kreisausschnitte 13 stehen erfindungsgemäß in der Beziehung R12 + R13 = RR. On the bearing pin 8, which forms a rigid unit with 7, sits a pair of rollers 12, which rolls on two circular sections 13 when the carriage 4 moved up and down and dragged the parts 7, etc. The center of 13 is S *. The radii R12 and R13 of the roller pair 12 or the circular sections 13 are according to the invention in the relationship R12 + R13 = RR.

Offenbar bewegt sich dann das Zentrum von 8, das ist der Mittelpunkt des Rowlandkreises, auf einem Kreis mit Radius RR, wie gewünscht.Apparently then the center of 8 moves, that is the center of Rowland's circle, on a circle with radius RR, as desired.

Teil 14 ist eine Kammer für einen Strahlendetektor. An ihrer Vorderfläche trägt sie zwei verstellbare Spaltbacken 15, die zwischen sich einen Spalt für den Eintritt der Strahlung frei lassen (s. Abb. 8). Durch die Mitte dieses Spaltes wird eine Achse y' definiert, die parallel zur Achse y liegt. y' ist zugleich die Achse für zwei Lagerzapfen C, die mit der Wand von 14 fest verbunden sind. Part 14 is a chamber for a radiation detector. On their front surface she carries two adjustable gap jaws 15, which have a gap between them for the Allow the radiation to enter (see Fig. 8). Through the middle this An axis y 'is defined, which lies parallel to the axis y. y 'is at the same time the axis for two bearing journals C, which are firmly connected to the wall of 14.

Diese werden von zwei Lagern 17 am Ende eines Hebelpaares 16 aufgenommen. Das andere Ende des Hebelpaares ist am Lagerzapfen 8 gelagert. Der Achsabstand von 8 und 17 ist gleich RR, der Detektorspalt schwingt damit immer, wie leicht einzusehen, auf dem Rowlandkreis. Durch eine Schiene 18, die bei B drehbar aufgehängt ist und die von einer Rolle 22, die auf dem Lagerzapfen C sitzt, unterstützt wird, wird der Detektor so gehalten, daß er immer auf B zu zielt.These are received by two bearings 17 at the end of a pair of levers 16. The other end of the pair of levers is mounted on the bearing pin 8. The center distance of 8 and 17 are the same as RR, so the detector gap always oscillates, as is easy to see on the Rowland district. By a rail 18 which is rotatably suspended at B and which is supported by a roller 22, which sits on the journal C, is the detector held so that it is always aimed at B.

Wie an Hand von Abb. 1 erläutert wurde, müssen bei Verwendung eines Beugungskristalls die Strecken BC und BS* gleich sein, und zwar für jede Position von B (B ist identisch mit K von Abb. 1, und C ist identisch mit D). Dies wird in der Konstruktion nach Abb. 4 erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine dünne, fe:;ible Saite oder Kette 19 von C über B nach einem Funlit F läuft, wo sie befestigt ist. Der Richtungswechsel bei B erfolgt genau auf der Achse y, wie aus Abb. 7 zu erkennen ist und wie unten noch näher erläutert wird. Da die Strecke FBC konstant und FB = FBS*-BS* ist, bleibt FBC-FB = BC auch immer gleich BS*. Die Saite 19 kann durch eine Feder unter Spannung gehalten werden. Zur Ausmessung eines Spektrums unter Verwendung eines Beugungskristalls ist es nun lediglich erforderlich, den Schlitten 4 auf und ab zu bewegen und das ganze Hebelsystem nachschleppen zu lassen. As explained with reference to Fig. 1, when using a Diffraction crystal the distances BC and BS * be the same for each position of B (B is identical to K of Fig. 1, and C is identical to D). This is done in the construction according to Fig. 4 is achieved according to the invention in that a thin, flexible String or chain 19 runs from C over B to a Funlit F where it is attached. The change of direction at B takes place exactly on the y axis, as can be seen in Fig. 7 and as will be explained in more detail below. Since the route FBC is constant and FB = FBS * -BS *, FBC-FB = BC always remains the same as BS *. The string 19 can through a spring can be kept under tension. To measure a spectrum under Using a diffraction crystal it is now only necessary to move the slide 4 to move up and down and to drag the entire lever system.

Eine andere Art, die Saite 19 unter Spannung zu halten, zeigt Abb. 8, wo der ganze Mechanismus schematisch in eine Ebene entfaltet ist. Erfindungsgemäß wird die Saite bei F über eine Spindel 21 geführt und kehrt über die Rollen g, h und i nach C zurück, wobei die Feder 20 für konstante Spannung sorgt. Dies kann jedoch auch durch eine weitere Schleife mit einer Feder- oder gewichtsbelasteten Rolle 22 geschehen, wie in Abb. 8 gezeigt ist. Another way of keeping the string 19 under tension is shown in Fig. 8, where the whole mechanism is schematically unfolded in one plane. According to the invention the string at F is guided over a spindle 21 and returns over the rollers g, h and i back to C with the spring 20 providing constant tension. This can but also by another loop with a spring or weight loaded Roll 22 happen as shown in Fig. 8.

Die Feder 20 kann dann entbehrt werden. Die Saite 19 ist durch die Rückführung nach C praktisch endlos gemacht.The spring 20 can then be dispensed with. The string 19 is through the Return to C made practically endless.

Die geometrischen Bedingungen sind nur dann erfüllt, wenn der Übergang der Saite aus der Richtung FB in die Richtung BC genau auf der Achse y erfolgt. Erfindungsgemäß wird das dadurch bewirkt, daß die Umlenkung in zwei Schritten erfolgt, und zwar wird durch die Rolle j die Saite von F kommend direkt auf die Achse y gelenkt und danach mittels der Rolle k von der Achse y wieder abgenommen und nach C gelenkt, wie aus Abb. 8 zu sehen. j ist an 4 befestigt und h an 18. Die Rückführung erfolg-t Über eine einzelne Rolle g. Diese endlose Saite erlaubt erfindungsgemäß außerdem, die Strecke BC unabhängig von der Lage von B zu verstellen, nämlich durch Drehen der Spindel 21. Damit kann die einmalige Einstellung der Gleichheit von S*B und BC bequem vorgenommen werden. Die gleiche Mechanik erlaubt aber auch, das von einem Beugungsgitter erzeugte Spektrum gemäß Abb. 3 auszumessen. Dazu ist lediglich erforderlich, durch Drehen der Spindel 21 den Detektor dem Rowlandkreis entlangzuführen. Es sei noch erwähnt, daß die Spindel 21 durch ein rakuumdichtes Lager 24 aus dem Valuumkasten 1 herausgeführt ist. The geometric conditions are only met when the transition of the string from the direction FB in the direction BC takes place exactly on the axis y. According to the invention this is achieved in that the deflection takes place in two steps, the string coming from F is steered directly onto the axis y by the roller j and then removed again from the axis y by means of the roller k and steered to C, as can be seen from Fig. 8. j is attached to 4 and h to 18. The return occurs Via a single role g. According to the invention, this endless string also allows to adjust the distance BC independently of the position of B, namely by turning of the spindle 21. This enables the one-time setting of the equality of S * B and BC can be made conveniently. The same mechanics also allow that of one Measure the spectrum generated by the diffraction grating according to Fig. 3. All that is required is move the detector along the Rowland circle by turning the spindle 21. Be it also mentioned that the spindle 21 by a vacuum-tight bearing 24 from the Valuumkasten 1 is brought out.

Das Lagerpaar 17, das auf der Achse y' liegt (s. Abb. 8 und 9), ist zweiteilig ausgebildet, so daß die Kammer 14 leicht ausgehängt werden kann. B weiterhin ist erfindungsgemäß die lichte Weite b2 des Hebelpaares 16 größer als die Breite b1 des Kreissdtorpaares 7 einschließlich des Lager paares 10, und weiterhin ist das Hebelpaar 16 derart gekrümmt, daß es über 7 hinweggeklappt werden kann, so daß die Achsen y und y' zur Deckung kommen, vorausgesetzt, daß das Hebelpaar 16 die richtige Länge hat. Diese Länge ist erfindungsgemäß einstellbar, wenn die Schrauben 25 gelöst werden. Es wird damit erreicht, daß die Länge des Hebelpaares 16, d. h. der Kreisradius, auf dem der Detektor schwingt, gleich dem Radius RR des Kreissektorpaares 7 eingestellt werden kann, ohne daß Meßeinrichtungen benötigt werden. Zur Einstellung wird lediglich ein durchgehender Achsstift 26 (nicht gezeichnet) durch die Lager B und C gesteckt, solange die Schrauben 25 gelöst sind; danach werden diese festgezogen und 26 wieder entfernt. The pair of bearings 17, which lies on the axis y '(see Figs. 8 and 9), is formed in two parts, so that the chamber 14 can be easily unhooked. B continues According to the invention, the clear width b2 of the pair of levers 16 is greater than the width b1 of the Kreissdtorpaares 7 including the bearing couple 10, and is still the pair of levers 16 curved so that it can be folded over 7, so that the axes y and y 'come to cover, provided that the lever pair 16 the has the correct length. These According to the invention, length is adjustable when the screws 25 can be solved. It is thus achieved that the length of the pair of levers 16, i. H. the circle radius on which the detector oscillates is equal to the radius RR of the circle sector pair 7 can be adjusted without the need for measuring equipment. To recruitment is only a continuous axle pin 26 (not shown) through the bearings B and C inserted as long as the screws 25 are loosened; then these are tightened and 26 removed again.

In gleicher Weise wird die Länge eines Hilfsarmes 27 (Abb. 9) eingestellt, der am Lagerzapfen 8 angehängt werden kann. Sein Zweck sei an Hand der Abb. 9 erläutert. The length of an auxiliary arm 27 (Fig. 9) is set in the same way, which can be attached to the bearing pin 8. Its purpose is explained on the basis of Fig. 9.

Er hat die Länge RR, gemessen vom Zentrum der Achse 8 bis zu einer Spitze Sp, die in eine Bohrung eingesetzt ist.It has the length RR, measured from the center of the axis 8 to one Point Sp which is inserted into a hole.

Diese Spitze beschreibt somit den Rowlandkreis. Wie erwähnt, muß S* auf diesem Kreis liegen. Der Hilfsarm 27 ist nun erfindungsgemäß derart gewinkelt und gebogen, daß er über den Vakuumkasten 1 hinausgreift, so daß die Spitze Sp die Eintrittsöffnung S* berührt, falls alle Teile richtig justiert sind.This point thus describes the Rowland district. As mentioned, S * lie on this circle. The auxiliary arm 27 is now angled according to the invention and bent so that it reaches beyond the vacuum box 1 so that the tip Sp the Inlet opening S * is touched if all parts are correctly adjusted.

Der Hilfsarm 27 kann nun erfindungsgemäß dazu benutzt werden, alle Teile des Spektrometers und insbesondere die Kreisausschnitte 13 relativ zur Eintrittsöffnung S* zu justieren. Außerdem kann erfindungsgemäß der Hilfsarm 27 dazu verwendet werden, die Beziehung Rl2+Rl3= RR nachzuprüfen. Ist diese erfüllt und werden die drei Mittelpunkte M1, M2 und ílI3 gewählt, so beschreibt die Spitze Sp das Kreisbogensystem Ao in Abb. 9. Ist dagegen Rl2+Rl3SRR, werden die Kreisbogensysteme A1 und A2 erhalten, aus denen die notwendige Korrektur leicht abzulesen ist. Zur eventuellen Korrektur ist insbesondere das Rollenpaar 12 austauschbar gehalten. The auxiliary arm 27 can now be used according to the invention to all Parts of the spectrometer and in particular the circular sections 13 relative to the inlet opening Adjust S *. In addition, according to the invention, the auxiliary arm 27 can be used to to check the relationship Rl2 + Rl3 = RR. If this is fulfilled and the three centers become M1, M2 and ílI3 are selected, the tip Sp describes the arc system Ao in Fig. 9. If, on the other hand, Rl2 + Rl3SRR, the arc systems A1 and A2 are obtained, from which the necessary correction can easily be read. For any correction In particular, the pair of rollers 12 is kept exchangeable.

Es ist damit klar ersichtlich, daß 8 eine Art Zentralachse für das Spektrometer darstellt, die zusammen mit der kreisförmigen Rollbahn 13 von entscheidender Bedeutung für die Kinematik des Spektrometers sind. It is thus clear that 8 is a kind of central axis for the Representing the spectrometer, which together with the circular runway 13 is crucial Are important for the kinematics of the spectrometer.

An Hand der Abb. 9 sei noch einmal darauf hingewiesen, wie bei dieser neuartigen Isonstruktion des Spektrometers die Teile intern, d. h. ohne Inanspruchnahme von Meßgeräten, justiert werden können. Der Radius RR des Kreissektorpaares 7 ist vorgegeben. Die Länge des Hebelpaares 16 und des Hilfsarmes 27 wird eingestellt, indem 16 und 27 über 7 hinweggeklappt werden und durch B, C und Sp ein gemeinsamer Achsstift gesteckt wird. Der korrekte Durchmesser der Rollen 12 ergibt sich dann aus den Kreissystemen A0, 241 und A 2 Die Sehnenlänge s1 wird zwangläufig durch eine Leitspindel eingestellt, während die Sehnenlänge s2 durch eine Saite oder Kette bestimmt wird. sl und s können gleich oder verschieden sein und sind gemeinsam oder getrennt veränderlich. Auf jeder beliebigen Stelle des Kreissektorpaares 7 kann ein Beugungsgitter oder Kristall aufgesetzt werden. On the basis of Fig. 9 it should be pointed out again how this one novel isonstruction of the spectrometer the parts internally, d. H. without utilization of measuring devices, can be adjusted. The radius RR of the circular sector pair 7 is given. The length of the pair of levers 16 and the auxiliary arm 27 is adjusted, by folding 16 and 27 over 7 and a joint by B, C and Sp Axle pin is inserted. The correct diameter of the rollers 12 then results from the circle systems A0, 241 and A 2 The chord length s1 is inevitably determined by a lead screw is set, while the chord length s2 is set by a string or chain is determined. sl and s can be the same or different and are common or separately changeable. At any point of the circular sector pair 7 can a diffraction grating or crystal can be placed on top.

Bevor der Vakuumkasten 1 geschlossen wird, wird der Hilfsarm 27 vom Lagerzapfen 8 (Zentralachse) abgenommen. Before the vacuum box 1 is closed, the auxiliary arm 27 is from Bearing pin 8 (central axis) removed.

Um eine wechselnde Belastung der Saite 19 zu vermeiden oder zu verringern, ist ein Gegengewicht 28 (Abb. 4) vorgesehen, das an einem Seil 29 hängt und das Gewicht der Teile 14, 15, 16, 17 und 18 ganz oder teilweise trägt. Die Umlenkrolle 30 ist an einem Laufschlitten 31 befestigt, der den Bewegungen von C folgen kann, so daß 29 immer senkrecht nach oben führt. Die Teile 29 bis 31 können auch fehlen, z. B. wenn bei geringeren Ansprüchen an die Genauigkeit die wechselnde Belastung von 19 nicht stört. To avoid or reduce alternating stress on string 19, a counterweight 28 (Fig. 4) is provided, which hangs on a rope 29 and the Bears the weight of parts 14, 15, 16, 17 and 18 in whole or in part. The pulley 30 is attached to a carriage 31, which can follow the movements of C, so that 29 always leads vertically upwards. Parts 29 to 31 can also be missing, z. B. if, with lower demands on accuracy, the changing load from 19 does not bother.

Die bereits erwähnte Schlitzblende Bl kann erfindungsgemäß dazu benutzt werden, eine Kammer Z abzugrenzen (s. Abb. 4), die über Somit der Atmosphäre (in der sich die Strahlenquelle befindet) und über den Schlitz Bl mit dem Spektrometer in Verbindung steht, im übrigen aber vakuumdicht ist. Über einen Pumpstutzen32 kann dann das durch S* einströmende Gas zum größten Teil abgepumpt werden, wodurch der Druck in Z stark reduziert wird. Für den weiteren Gasfluß ins Spektrometer wirkt jetzt Bt als Drosselblende, und es ist offensichtlich, daß dieser Gasfluß durch BI mit öffnung winkel 2v geringer ist als der, welcher zu erwarten wäre wenn Z durch eine Blende vom Öffnungswinkel 2w abgeschlossen wäre (vgl. Abb. 2). Die erfindungsgemäße kombinierte Verwendung der Schlitzblende Bt als verschiebbare Strahlenblende und als Drossel für den Gasfluß erlaubt damit kleinere Vakuumpumpen für das Spektrometer. Das Spektrometer selbst wird durch einen Saugstutzen 33 ständig evakuiert. The already mentioned slit diaphragm B1 can be used according to the invention for this purpose to delimit a chamber Z. (see Fig. 4), which is about Thus the Atmosphere (in which the radiation source is located) and via the slot Bl with the spectrometer is connected, but is otherwise vacuum-tight. About a The pump nozzle 32 can then pump out most of the gas flowing in through S * the pressure in Z is greatly reduced. For the further gas flow into the Spectrometer now acts as a throttle diaphragm, and it is evident that this Gas flow through BI with opening angle 2v is less than that which is to be expected would be if Z were closed by a diaphragm with an opening angle 2w (see Fig. 2). The inventive combined use of the slit diaphragm Bt as a slidable Beam diaphragm and as a throttle for the gas flow thus allow smaller vacuum pumps for the spectrometer. The spectrometer itself is kept constant by a suction nozzle 33 evacuated.

Es sei schließlich noch eine weitereVariante der Konstruktion beschrieben.l!Eine weitere erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe, bei Verschiebung des Schlittens 4 die Sehnen sl und s2 um den gleichen Betrag zu verändern besteht darin, daß an der Schiene 18 eine weitere Leitspindel 34 befestigt ist (Abb. 10), von der die Kammer 14 und der Hebel 16 mitgenommen werden. Diese Leitspindel34 wird über zwei Getriebe G1 und G2 und ein flexibles Übertragungsglied 35 proportional zur Umdrehungszahl der Schraubenspindel 3 angetrieben. Eins der Getriebe G1 und G2 kann als Differentialgetriebe ausgebildet sein, um in bekannter Weise die Leitspindel 34 auch unabhängig antreiben zu können. Als Übertragungsglied 35 kann ein Gestänge mit Kardangelenken oder eine biegsame Welle eingebaut werden. Finally, another variant of the construction will be described. L! One further inventive solution to the problem, when the slide 4 is displaced Changing tendons s1 and s2 by the same amount consists in changing the chords on the splint 18 another lead screw 34 is attached (Fig. 10), of which the chamber 14 and the lever 16 can be taken along. This lead screw34 is via two gears G1 and G2 and a flexible transmission member 35 proportional to the number of revolutions of the Screw spindle 3 driven. One of the gears G1 and G2 can be used as a differential gear be designed to drive the lead screw 34 independently in a known manner to be able to. As a transmission member 35, a linkage with universal joints or a flexible shaft can be installed.

PATENTANSPROCHE: 1. Spektrometer zur Zerlegung von Röntgen- und Lichtstrahlung, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Rowlandschen Fokussierungskreis mit Radius RR mehrere Dispersionselemente, insbesondere Beugungskristalle mit verschiedenen Gitterkonstanten, und optische Beugungsgitter fest angebracht sind und wahlweise zusammen oder einzeln durch Verschieben von Blenden der einfallenden Strahlung dargeboten werden können, wobei zum Abtasten des Spektrums in jedem Falle ein und derselbe spezielle mechanische Bewegungsmechanismus verwendet wird, der die Spektrometerelemente, nämlich Eintrittsöffnung, Dispersionselemente und Strahlendetektor, in an sich bekannter Weise auf dem Rowlandschen Fokussierungskreis hält und führt. PATENT CLAIM: 1. Spectrometer for the decomposition of X-ray and light radiation, characterized in that on the Rowland focusing circle with radius RR several dispersion elements, especially diffraction crystals with different lattice constants, and optical diffraction gratings are permanently attached and optionally together or individually can be presented to the incident radiation by moving diaphragms, one and the same special mechanical for scanning the spectrum in each case Movement mechanism is used, which the spectrometer elements, namely inlet opening, Dispersion elements and radiation detector, in a manner known per se based on Rowland's Focus circle lasts and leads.

Claims

2. Spectrometer according to claim 1, characterized in that the Dispersion elements are arranged to the right and left of a symmetry point (K), which, like the dispersion elements, lies on the Rowland circle, and that this Dispersion elements, as far as they are diffraction crystals for X-rays, one Depending on their position, they have different inclined bevel, such that the surface normals on the lattice planes through the counterpoint (K ') of the symmetry point (K) - on the opposite side of the Rowland district - the network levels still go in are bent in a known manner to the radius 2RR.

3. Spectrometer according to claim 1 and 2, characterized in that the entrance aperture and the direction from this to the point of symmetry of the dispersion elements are fixed in space and said symmetry point is on a straight path moved back and forth, while the Rowland circle around the entrance aperture as a fulcrum swings, with the latter is effected by a guide consisting of a circular arc-shaped There is a runway with radius R13, the center of which is located in the entrance aperture and on which a central axis roll back and forth with a roller of radius R12 can, whereby the relationship still exists between the radii: R12 + R13 = RR, SO that the central axis moves on a circle with radius RR.

4. Spectrometer according to claim 1 to 3, characterized in that the beam path runs in a vacuum, but the radiation source is outside the Vacuum is, being used to transition the radiation from the atmosphere to the vacuum the inlet opening of the spectrometer is designed as a dynamic pressure stage and the spectrometer is connected to a continuously working vacuum pump.

5. Spectrometer according to claim 1 to 4, characterized in that between the inlet aperture (which is identical to the inlet opening according to claim 4) and the dispersion elements have a sliding slit diaphragm, which allows parts of the incident beam to be masked out, so that only a few or only a single one of the dispersion elements is struck by radiation without that something should be changed in the dispersion elements themselves, and that in the case of a vacuum spectrometer, the adjustment of said slit diaphragm from outside of the vacuum without breaking the vacuum.

6. Spectrometer according to claim 1 to 5, characterized in that a pair of circular sectors with radius RR is attached to the central axis, the thus represents a material piece of the Rowland district, and that on these district sectors one or more dispersion elements are attached.

7. Spectrometer according to claim 6, characterized in that the Circular sectors on the circumference, d. H. at a distance RR from the central axis Carry divisible bearing with which they are attached to the bearing journals of a slide are, and that this carriage is driven by a screw spindle and such is guided that the axis of the bearing journals mentioned on the axis of the incident Beam cone moves back and forth, the mentioned sectors of a circle with the central axis be dragged along.

8. Spectrometer according to claim 1 to 7, characterized in that the radiation detector swings around the central axis on a lever with radius RR, wherein the detector is suspended in a separable bearing at the end of this lever and the length of the lever can be adjusted to the exact value RR.

9. Spectrometer according to claim 1 to 8, characterized in that for adjusting the mutual position of the entrance panel and the circular runway and to check the relationship R12 + Rl3 = RR a starting from the central axis, detachable auxiliary arm is available, which carries a tip and its length on the Value RR is adjustable so that the tip draws the Rowland circle.

10. Spectrometer according to claim 6 to 9, characterized in that the lever for the detector and the auxiliary arm for adjustment using the circular sectors according to claim 6 can be folded away for the purpose of the lengths of lever and adjust the auxiliary arm to the predetermined radius RR of the circular sectors and thus to carry out an internal adjustment of the spectrometer without the use of measuring devices, whereby the only aid used is an axle pin, which is pushed through the bearings of the lever, District sectors and the tip of the auxiliary arm can be inserted.

11. Spectrometer according to claim 1 to 7, characterized in that the carriage according to claim 7 is fork-shaped, the circular runway according to claim 3 including the rollers and also the lever according to claim 8 fork-shaped or are designed in pairs, so that the beam axis lies in its center, the Dispersion elements and the detector sit in the middle of the two sectors of the circle swings in the middle of the pair of levers.

12. Spectrometer according to claim 1 to 11, characterized in that that the lever for the radiation detector by means of a chain or string in his each position is held, with this chain or string over a sentence by pulleys (g, A, i, j, k) as well as over a spindle is doubled Purpose that once by turning the spindle, the position of the lever can be changed at will On the other hand, the position of the lever changes when the spindle is stationary changes by the same amount by which the slide moves according to claim 7, in other words, the chord 52 = KD automatically increases by the same amount changes like the chord s, = S * k '.

13. Spectrometer according to claim 1 to 12, characterized in that that the radiation detector or the housing receiving it from a rail or a pair of rails is held in such a way that its end face with the detector entrance gap is always perpendicular to the chord (BC or DK).

14. Spectrometer according to claim 1 to 11 and 13, characterized in that that to adjust the position of the lever for the radiation detector a Lead screw is used, which has one or more gears and a flexible transmission link is driven by the screw spindle according to claim 7, wherein the drive ratio is chosen so that the changes in s1 and s2 are equal in magnitude, and wherein one of the gears is designed as a differential gear, so that the lead screw can also be driven independently of the screw spindle.

15. Spectrometer according to claim 1 to 14, characterized in that that a counterweight, hanging on a rope, is the weight of the lever, the housing for the detector and the radiation detector itself, the rope of a roller is deflected, which in turn is attached to a carriage, which can follow the movement of the detector.

16. Spectrometer according to claim 1 to 5, characterized in that a chamber between the slit diaphragm according to claim 5 and the inlet opening (S *) (Z) remains, which only communicates with the neighboring rooms via the aperture openings and from which gas is continuously pumped out by a vacuum pump. ~~~~~~~ Considered Drawn publications: Austrian patent specification No. 187 715; U.S. Patents No. 2,540,821, 2,648,011; Glocker, material testing with X-rays, Springer Verlag, 1958, pp. 159 to 165; Brügel, Introduction to Ultrared Spectroscopy, Darmstadt, 1957, pp. 172 to 174; Rev. Scient. msk., 24 (1953), pp. 925 to 928; J. Appl. Phys., 19 (1948), pp. 388 to 392; Z. f. Metallkde., 46 (1955), pp. 601 to 610.