Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности “Оптическо-электронные приборы и системы”. “Призменный монохроматор”

Московская государственная академия приборостроения и информатики

Кафедра “Оптико-электронные приборы и системы”

Курс “Проектирование оптико-электронных приборов”

Методические указания

по выполнению курсового проекта

для студентов специальности

“Оптическо-электронные приборы и системы”.

“Призменный монохроматор”.

Москва, 2004 г.

Аннотация

Настоящие методические указания предназначены для студентов специальности “Оптическо-электронные приборы и системы” дневной, вечерней и заочной формы обучения.

Целью указаний является ознакомление стедентов с порядком выполнения курсового проекта, с правилами его оформления согласно ЕСКД и ГОСТов, рекомендуемой литературой.

Автор:

Рецензент: проф.каф. ПР-6, к.т.н.

Научный редактор: проф., д.ф.-м.н.

Рассмотрены на заседании кафедры и одобрены “____”___________ 2004г.

Рекомендованы к печати методической комиссией Приборостроительного факультета “____”____________ 2004г.

Протокол № ______

Председатель УМК ______________________

Печатается по решению редакционно-издательского совета МГАПИ от “____”____________ 2004г.

Тираж 100 экз.

Председатель РИС _______________________

Ответственный кафедры за выпуск учебно-методических материалов ______________________

Содержание задания

1.  Определение всех размеров оптической системы призменного монохроматора.

1.1. Определение размеров входной и выходной щелей монохроматора.

1.2. Расчет основных параметров конденсора.

1.3. Определение размеров призмы.

2.  Кинематический расчет юстируемой диспергирующей призмы.

2.1. Определение показателей преломления  призмы для заданных длин волн l.

2.2. Расчет максимального угла поворота призмы.

2.3. Определение длины хода юстировочного винта.

2.4. Определение размеров юстировочного винта и барабана винта.

3.  Разработка корпуса монохроматора и определение способов крепления в нем отдельных деталей.

Техническое задание на проект

1. Источник излучения - ртутная лампа ДРС-50 с основными параметрами:

Æ _колбы = 33 мм;

l _колбы = 165 мм;

h_ц = 105 мм (до центра колбы);

размер дуги 5´15 мм (h ´ H).

2. Спектр излучения ртутной лампы:

l_h=404,7 нм;

l_g=435,8 нм;

l_e=546,1 нм;

=577 нм.

3. Основные параметры объективов:

а) =300,36;              1 : n_Г =1 : 5;          2w =11⁰.

r₁ =219,92;              d₁ =9,3;

r₂ =-159,32;            d₂ =6,1;

r₃ =-431,12;

б) =110;                   D_св = 50, 5             2w =14⁰.

r₁ =66,66;                d₁ =15;

r₂ =-48,31;              d₂ =3;

r₃ =-154,07;

в) =100                      Dсв=25;              2w =10⁰.

r₁ =59,04;                d₁ =5,7;

r₂ =-42,33;              d₂ =1,9;

r₃ =-146,25;

4. Марка стекла призмы - тяжелый флинт ТФ1 ... ТФ10.

5. Вершинный угол призмы – 60 ^о.

Методические указания по расчету

1. Габаритный расчет.

1.1. Данные для расчета взять из таблицы 1 согласно полученному варианту.

1.2. Изучая техническое задание, внимательно рассмотреть эскизную схему рис. 1, найти на ней конструктивные элементы задания.

1.3. Определить минимальные размеры входной и выходной щелей монохроматора     (S_min, H₁), исходя из формул 1,2.

1.4. Определить основные параметры конденсора:

а) увеличение b;

б) фокусное расстояние f_k ;

в) положение предметной плоскости а_k и плоскости изображения ;

г) световой диаметр D_св;

д) угол охвата 2U.

по формулам 3, 4, 5, 6, 7, 8.

1.5. Определить размеры призмы:

а) исходя из n_e стекла найти угол падения i₁  пучка лучей на грань призмы;

б) определить размеры светового пятна на рабочей грани призмы;

в) определить габаритные размеры призмы с учетом ее крепления (формула 14).

2. Кинематический расчет.

2.1. Определить n_l  для всех длин волн  l  спектра  лампы,  используя  формулу 13.

2.2. Определить угол поворота призмы Dj относительно опорной точки, изпользуя формулы 10, 12 и рис.2.

2.3. Определить длину хода юстировочного винта l (форм. 16).

2.4. Найти полный угол поворота юстировочного винта j (форм. 17).

2.5. Определить основные рамеры винта.

2.6. Определить цену деления по барабану юстировочного винта в зависимости от Dj _min  и общего числа делений  n  по барабану.

2.7. Определить диаметр барабана юстировочного винта, задавшись размером между делениями  l_штр.

Методические указания по графической части проекта

1. Лист формата А1 разбивается на два форматом А2.

На одном из них размещается оптическая принципиальная схема монохроматора (Л 3).

На втором - калибровочный график зависимости длины хода юстировочного винта от длины волны излучения

l=f (l) [мкм].

2. Оптическая схема выполняется в соответствии с ГОСТ 2.412-81 с учетом результатов, полученных в разделе “Габаритный расчет”.

3. При построении калибровочного графика соблюдать размерность числовых осей согласно выбранному масштабу. За начало оси абсцисс принять наименьшую длину волны спектра.

4. На сборочном чертеже (лист формата А1) выполнить один вид (“сверху”) с полным разрезом. При необходимости применять дополнительные разрезы и виды.

5. Разработку приспособления для расположения призмы в корпусе прибора выполнять с учетом принципов базирования.