II.7.1. Светофильтры

Светофильтр - устройство, меняющее спектральный состав и энергию падающего на него оптического излучения. Основной его характеристикой является спектральная зависимость коэффициента пропускания  (или абсорбционности А=-lg) от длины волны падающего излучения. Селективные светофильтры предназначены для отрезания (поглощения) или выделения каких-либо участков спектра. Основными характеристиками светофильтров являются длина волны максимума полосы пропускания, полуширина полосы пропускания и коэффициент пропускания в максимуме полосы пропускания.

Действие светофильтра может быть основано на любом оптическом явлении, обладающем спектральной избирательностью - на поглощении света (абсорбционные светофильтры), отражении (отражательные светофильтры), интерференции (интерференционные светофильтры), дисперсии (дисперсионные светофильтры) и других. В практике атомно-эмиссионного спектрального анализа чаще всего используются абсорбционные и интерференционные светофильтры.

Стеклянные абсорбционные светофильтры отличаются постоянством спектральных характеристик, устойчивостью к воздействию света и температуры, высокой оптической однородностью, простотой изготовления. К основным недостаткам таких светофильтров относятся достаточно большая ширина полосы пропускания (20 - 30 нм) и довольно высокие потери света.

Интерференционные светофильтры состоят из двух полупрозрачных зеркал (например, слоев серебра) и помещенного между ними слоя диэлектрика оптической толщины. Для защиты от повреждения и удобства в обращении светофильтр заключают между двумя стеклянными пластинками. В проходящем свете интерферируют лучи, непосредственно прошедшие через светофильтр и отраженные два, четыре, шесть и более раз от полупрозрачных слоев. В результате в проходящем свете остаются лучи с длиной волны, равной удвоенной толщине слоя диэлектрика. Интерференционные светофильтры выделяют узкие области спектра (5 - 10 нм) с меньшей потерей света, чем абсорбционные.

Кривая пропускания интерференционного светофильтра имеет довольно длинную область, простирающуюся в обе стороны от максимума, где прозрачность сравнительна невелика. По этой причине помехи фона при работе с интерференционными светофильтрами гораздо меньше, чем с абсорбционными, но яркая линия мешающего элемента даже на сравнительно далеком расстоянии от максимума может оказать значительное влияние на результат измерения. Другой особенностью интерференционных светофильтров является зависимость положения максимума полосы пропускания от угла падения лучей света.

Комбинируя абсорбционные и интерференционные светофильтры, можно получить симметричную полосу пропускания с полушириной 1 - 2 нм.