ES2629580T3 - Espectrómetro - Google Patents

Abstract

Espectrómetro que comprende una combinación de al menos una rejilla (1) y al menos un prisma (2), aprovechándose para conseguir un espectrómetro compacto, la reflexión total en al menos un prisma (2) utilizándose como rejilla (1) una rejilla de reflexión (1), en el que el/los, al menos uno, prisma/s están colocados de modo que lo/s atraviese/n los rayos de luz dos veces aprovechándose el punto de funcionamiento correspondiente a la reflexión total en un lado interno del prisma para garantizar la separación de las trayectorias entre los rayos de entrada y de salida del prisma siendo la característica del espectrómetro lineal en función del número de onda circular o compensando el espectrómetro la relación no lineal debida a la dispersión entre la longitud de onda y el punto focal de un sistema de medición cromático confocal de modo que la característica total resulta lineal en función de la distancia al objeto o siendo la función característica del espectrómetro de variación lineal con la longitud de onda.

Description

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DESCRIPCION

Espectrometro

La invencion se refiere a un espectrometro que comprende una combinacion de al menos una rejilla y al menos un prisma.

Para los analisis de luz de banda ancha los espectrometros de luz blanca clasicos combinan al menos una optica de colimacion, una optica de dispersion y una optica de focalizacion con un detector que habitualmente hoy en dfa es un sensor de imagen de lmeas o de matriz (vease la figura 1). Todas las opticas a su vez constan de al menos un elemento. Como elementos de colimacion o focalizacion se utilizan habitualmente lentes pero tambien se conocen otras variantes. Para conseguir la dispersion necesaria se utilizan tanto prismas como rejillas, individualmente o combinados. Los espectrometros que utilizan una combinacion de prisma y rejilla como elementos dispersivos se conocen por el documento de patente de Estados Unidos US2010/0014082 A1 o el documento de patente de Estados Unidos US2012/0242988 A1.

La optica de dispersion sirve para conseguir una dispersion angular D, es decir, la modificacion de la direccion de propagacion de la luz en funcion de la longitud de onda. En conjuncion con la optica de focalizacion la luz dividida (espectro) se reproduce en distintos puntos del detector. Esto ultimo permite la transformacion de la funcion de intensidad a lo largo del espectro reproducido en una senal analogica utilizandose una relacion lineal entre la intensidad luminosa y la corriente fotoelectrica. La senal analogica en muchas aplicaciones reales se digitaliza mediante sistemas de computo, por ejemplo, un PC o dispositivo FPGA etc. tras haberse lefdo y evaluado.

La funcion caractenstica de reproduccion del espectrometro depende mucho del tipo y de la disposicion de los elementos opticos. Si primeramente se consideran solo los elementos opticos mas sencillos y solo el elemento dispersivo fundamental se pueden distinguir dos tipos: los espectrometros de prisma y los de rejilla. En el primer caso la estructura es siempre transmisiva, mientras que el segundo caso tambien son posibles conjuntos reflexivos (vease la figura 2).

La dispersion angular de un espectrometro de prisma se debe a la dependencia de la longitud de onda del mdice de refraccion n del material del prisma. Utilizando la ley de refraccion de Snell, para un angulo de incidencia en el prisma a , un angulo de refraccion asociado y , un angulo de salida del prisma p, una longitud de onda A y un angulo de prisma £ la desviacion de un rayo en el prisma resulta:

f

sin( P) = n(X)

s - arcsin

V

sin(a)

n(X)

JJ

Formula 1: Ecuacion de desviacion de un prisma

jj _ dP _ sin(s) dn

dX cos(y)cos(P) dX

Formula 2: Ecuacion de dispersion de un prisma

La dispersion angular del espectrometro de rejilla se obtiene de la ecuacion de la rejilla y para un angulo de desviacion p, un orden de difraccion p y una constante de la rejilla g resulta:

D-dp - d dX g cos(P)

Formula 3: Ecuacion de dispersion de una rejilla

Si se analizan las formulas 2 y 3 en cuanto a la funcion de dispersion resulta clara inmediatamente la relacion no lineal entre la longitud de onda y la desviacion. Si se utiliza una rejilla, de acuerdo con la definicion elegida, resulta una relacion lineal entre la dispersion y la longitud de onda y, por tanto entre la posicion en la imagen y la longitud de

onda, solo en un intervalo pequeno alrededor de un angulo p=0. Debido a los multiples parametros no lineales involucrados si se utiliza un prisma el diseno para conseguir una relacion lineal entre la dispersion y la longitud de onda resulta todavfa mas complicado. Mediante una combinacion adecuada de los componentes opticos, sin embargo, se puede conseguir que el sistema en su conjunto produzca una imagen aproximadamente lineal con 5 respecto a la longitud de onda; vease, por ejemplo, el documento de patente de Estados Unidos US6661513 de 20O3 de Granger.

Para algunas aplicaciones no resulta ventajosa una relacion de dispersion lineal en funcion de la longitud de onda. Existen varios procedimientos de medicion, por ejemplo, la medicion de distancia cromatica confocal y el 10 procedimiento interferometrico de luz blanca en los que la magnitud de medicion o las senales asociadas no estan codificadas de forma natural como funcion lineal de la longitud de onda. Si la imagen en el espectrometro no esta adaptada a esta relacion, las senales se tienen que convertir antes de su evaluacion definitiva con un mayor o menor consumo de recursos Este paso intermedio tiene dos inconvenientes fundamentales; por un lado hacen falta recursos adicionales y por otro lado casi siempre se introducen errores adicionales. Incluso si se consigue un 15 reescalado sin errores pueden existir limitaciones en cuanto a las magnitudes de medicion. Un ejemplo fundamental de esto es el procedimiento interferometrico de luz blanca. En este, la frecuencia maxima medible resulta limitada por el criterio de reproduccion de Nyquist y, por tanto, la maxima variacion del numero de onda circular, k, entre elementos detectores adyacentes. Un reescalado posterior no puede modificar nada lo anterior.

20 Diferentes invenciones intentan resolver este problema de una forma analoga a una linealizacion en funcion de la longitud de onda utilizando componentes opticos adicionales o combinando rejillas y prismas. Una de las propuestas iniciales se recoge en el artfculo de W.A. Taub “Constant-dispersion prism spectrometer for channeled spectra”, publicado en JOSA, Vol. 7, Issue 9 pag. 1779-1791, (1990). La idea basica es combinar una rejilla y un prisma, prisma-rejilla, y la utilizacion de las distintas relaciones de dispersion para compensar la no linealidad. La propuesta 25 se basa, sin embargo, en la dispersion del material del prisma que, al menos para prismas de poca dispersion, resulta tener un efecto menor que el efecto de la funcion de transferencia angular de la rejilla. Una aplicacion mas reciente de la linealizacion en funcion del numero de onda circular se describe en el documento de patente de Estados Unidos US6816258 de 2004 de Hutchin. Esta invencion utiliza un prisma-rejilla de transmision para la linealizacion pudiendose integrar la rejilla en varios lados del prisma. El documento de patente de Estados Unidos 30 US7929134 de 2011 de Hu y otros es un ejemplo de una estructura similar que, sin embargo, se basa en la separacion espacial de la rejilla y del prisma. El documento de patente Estados Unidos US2012024298 de 2012 de Saxer y otros describe una solucion sofisticada que tambien persigue una linealizacion en funcion del numero de onda circular. Adicionalmente, la estructura tiene un diseno tan flexible que resulta posible modificar las caractensticas del espectrometro durante su utilizacion.

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Un requisito mmimo para la no linealidad residual maxima a conseguir de un espectrometro k-lineal (100%/m para m elementos detectores) lo formulo Gelikonov y col. en el artfculo “Linear-wavenumber spectrometer for high speed spectral domain optical coherence tomography”, publicado en Optics and Spectroscopy, 2009, Vol. 106, n° 3, pag. 459-465. Los autores aclaran que la dificultad del objetivo crece, entre otras cosas, cuando se utilizan detectores con 40 gran numero de elementos de deteccion (pfxeles). En las aplicaciones descritas se utilizaron primeramente escasamente 256 elementos, despues se utilizaron 512 y ahora 1024 o 2048 elementos no son la excepcion. En combinacion con la posicion central y la anchura del intervalo de longitudes de onda utilizado el requisito relativo a la no linealidad residual puede volverse cntico enseguida.

45 Los analisis de la funcion caractenstica de reproduccion, sin embargo, pueden constituir solo una parte de la valoracion global de un espectrometro. En muchas aplicaciones ademas hay factores de valoracion adicionales que no son despreciables. Si bien para aplicaciones industriales la cuestion del precio del sistema resulta de una importancia inmediata otros factores se hacen evidentes solo en una segunda reflexion. Uno de dichos factores es la eficiencia del espectrometro, es decir, que fraccion de la luz recibida registra el detector. Esto determina 50 fundamentalmente la potencia necesaria de la fuente de luz o, en caso de que esta no se pueda elegir, la sensibilidad del detector. Ambos componentes tienen un impacto en el diseno y en el precio del sistema. Un factor que tampoco hay que despreciar es el espacio que ocupa el sistema. Precisamente si se utilizan varios o muchos espectrometros esta cuestion no ha de despreciarse. En la disposicion clasica los elementos adicionales opticos necesarios para la k-linealizacion aumentan los requisitos de espacio de forma notable. Una aplicacion concreta, la 55 del documento de patente Estados Unidos US8102537 de 2012 de Akishiba renuncia, en favor de la ganancia de espacio, completamente incluso, a la k-linealizacion optica y hace una correccion mediante reescalado del espectro. Este sistema que esta disenado claramente para su uso industrial pone muy de manifiesto la importancia del espacio que ocupa el espectrometro.

La forma clasica de optimizar la combinacion de rejilla y prisma se caracteriza por que en un primer paso se determinan unas ecuaciones de los componentes mas o menos simplificadas. El grado de simplificacion se eleg^a y se elige en funcion de la disponibilidad de informacion y teniendo en cuenta la capacidad de calculo disponible. De las ecuaciones de los componentes se determina, en funcion de la disposicion de los componentes prevista, una 5 ecuacion del sistema y conjuntamente con los parametros libres se procede a su simulacion y optimizacion. A partir de resultado de este proceso se pueden derivar a continuacion los valores optimos de los parametros libres. Estos valores definen globalmente el mmimo absoluto en cuanto al valor objetivo, por ejemplo, la no k-linealidad residual de la dispersion. En la mayona de los casos los valores determinados solo se pueden conseguir con mucha dificultad o ni siquiera eso. Por lo tanto, finalmente habna que recurrir a componentes comerciales cuyas funciones 10 caractensticas se aproximen todo lo posible a los parametros optimos determinados; vease el artfculo de Gelikonov y col, el de Hu y col. “Fourier domain optical coherence tomography with a linear-in-wavenumber spectrometer”, publicado en Optics Letters 2007, Vol. 32, n° 24, pag. 3525-3527.

Haciendo una consideracion mas detenida de las aplicaciones conocidas de los disenos clasicos resulta claro que, 15 por lo que consta a los inventores, la lmea de diseno sigue siendo la de los elementos transmisivos. Aunque el uso de rejillas de reflexion nunca se ha excluido no se conocen espectrometros k-lineales con rejillas de reflexion. La ventaja fundamental de una rejilla de transmision esta fundamentada en que los rayos de entrada y de salida se separan automaticamente. Asf, se pueden colocar los otros componentes opticos, sin gran consumo de recursos, segun la direccion de los rayos, por delante o por detras. Se tienen que asumir, sin embargo, inconvenientes 20 economicos. Por un lado, las rejillas de transmision, al menos en el intervalo del infrarrojo cercano, resultan comparativamente caras y por otro lado los disenos comerciales solo ofrecen unas pocas variantes en cuanto a sus parametros tecnicos. Por el contrario, las rejillas de reflexion son claramente mas economicas y sus disenos comerciales ofrecen mas variedad. Sin embargo, solo tienen una buena eficiencia cuando funcionan en configuracion Littrow o en una muy parecida. Esta configuracion se caracteriza precisamente para las rejillas de 25 reflexion por que los rayos de entrada y de salida se superponen. La separacion de los rayos parecena que solo es posible a primera vista si el funcionamiento se desvfa bastante de la configuracion de Littrow o si se utiliza un divisor de haz de rayos adicional. Ambas soluciones, sin embargo, repercuten muy negativamente en la eficiencia del espectrometro y tienen poca importancia en la practica, veanse los documentos de patente de Estados Unidos US6661513 de 2003 de Granger, US6816258 de 2004 de Hutchin y US7929134 de 2011 de Hu.

30

El objetivo de la invencion que se describe a continuacion se puede resumir, grosso modo, en satisfacer los requisitos descritos anteriormente y evitar las limitaciones adicionales. Se tratana de encontrar una manera que permitiera disenar un espectrometro lo mas compacto posible que cumpliera las condiciones siguientes. En primer lugar, la k-linealizacion debena ser optica y cumplir el criterio formulado por Gelikonov y col. Para ese caso se 35 previeron 2048 pfxeles en el detector. En segundo lugar la cantidad de los elementos opticos necesarios se habna de minimizar. Ademas los requisitos de espacio y el consumo de recursos de ajuste se debenan minimizar y en ultimo termino tambien reducir los costes de los componentes. Adicionalmente, la estructura global debena disenarse de la forma mas robusta posible para evitar alteraciones termicas.

40 Si uno considera los requisitos impuestos en su totalidad y conjuntamente con las soluciones conocidas resulta claro que algunos requisitos, en particular la alta compacidad y una k-linealizacion suficiente, aparentemente son mutuamente excluyentes o al menos repercuten negativamente uno en otro. La alta cantidad de elementos sensibles del detector agrava esta problematica. Por ello, para conseguir el objetivo planteado hay que apartarse bastante de las soluciones conocidas en algunos aspectos.

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El objetivo anterior se consigue con un espectrometro con las caractensticas de la reivindicacion 1.

Las configuraciones ventajosas del espectrometro se recogen en las reivindicaciones dependientes.

50 Para una medicion particularmente precisa y segura la rejilla puede posicionarse u orientarse de modo que pueda funcionar segun la configuracion de Littrow.

De forma tambien ventajosa la disposicion de las lentes para focalizar los rayos de aprovechar de cara a ajustar la k-linealidad.

55

De forma tambien ventajosa con el espectrometro se puede conseguir «plegar» preferiblemente mediante un espejo de plegado.

El diseno del espectrometro de acuerdo con la invencion parte de la solucion clasica, es decir, de una combinacion

luz en un detector se puede la trayectoria de los rayos

de rejilla y prisma ventajosa que pueda cumplir los exigentes requisitos de k-linealidad. Casi obligatoriamente las soluciones solo se localizan en la proximidad del optimo global de las configuraciones razonables que, entre otras cosas, se caracterizan por un angulo no despreciable entre la rejilla y la superficie del prisma. Como se ha descrito anteriormente se elige normalmente una estructura con una rejilla de transmision. Debido a la reorientacion de los 5 rayos necesaria para la division espectral resultan asf distancias opticas notables entre los componentes implicados. Una reduccion de las distancias geometricas, por lo tanto, solo resulta posible con ayuda de componentes opticos adicionales, por ejemplo, un espejo de plegado y, consecuentemente, va en perjuicio de la solucion del objetivo impuesto. La invencion supera los desaffos mencionados introduciendo dos modificaciones fundamentales. En primer lugar, se sustituye la rejilla de transmision por una de reflexion y el prisma se coloca de modo que los rayos lo 10 puedan atravesar dos veces. Asf, el punto de funcionamiento definido mtidamente correspondiente a la reflexion total en un lado interno del prisma se aprovecha para garantizar la separacion entre la trayectoria de entrada y la de salida de los rayos de la rejilla. Consecuentemente la rejilla de reflexion se puede orientar de modo que funcione en la configuracion de Littrow y no haya que sufrir perdidas relevantes de eficiencia. El prisma que los rayos atraviesan despues de la rejilla por segunda vez, como caractenstica distintiva de la invencion, se puede colocar 15 consecuentemente muy cerca de la rejilla, hasta inclusive estar en contacto con ella. En segundo lugar, para la focalizacion, el sistema de lentes que sena en cualquier caso necesario se puede aprovechar para optimizar la k- linealidad. Este paso resulta necesario puesto que el uso del conjunto rejilla de reflexion y prisma aunque permita guiar los rayos muy eficiente y compactamente segun la consideracion clasica del artfculo de Gelikonov, no satisface por sf solo los requisitos de k-linealidad. La fraccion de linealidad necesaria no asumida por el conjunto principal se 20 consigue aprovechando espedficamente las distorsiones de las lentes de refocalizacion.

Existen varias posibilidades de configurar y perfeccionar la presente invencion de formas ventajosas. Por un lado se remite a las reivindicaciones dependientes y por otro a la siguiente descripcion de ejemplos de realizacion de los conceptos de la invencion haciendo referencia a las figuras. A la vez que se describen los ejemplos de realizacion 25 preferidos de los conceptos de la invencion haciendo referencia a las figuras se explican tambien en general las configuraciones y perfeccionamientos preferidos de dichos conceptos. En cuanto a las figuras muestran:

- la figura 1: una representacion esquematica de un espectrometro habitual

- la figura 2: una representacion esquematica de las trayectorias de rayos tfpicas de un prisma y una rejilla y

- la figura 3: una representacion esquematica de un ejemplo de realizacion de un espectrometro de acuerdo con la

30 invencion.

La figura 1 muestra una representacion esquematica de un diseno de espectrometro habitual con una optica de colimacion, una optica de dispersion y una optica de focalizacion con un detector y una fuente de luz.

35 La figura 2 muestra una representacion esquematica de las trayectorias de los rayos de un prisma y de una rejilla con las relaciones angulares correspondientes a los rayos incidentes y salientes.

La figura 3 muestra una representacion esquematica de un ejemplo de realizacion de un espectrometro de acuerdo con la invencion. Resumidamente el haz de rayos incidente colimado incide con un angulo definido en la primera 40 superficie del prisma de modo que despues de recorrer una primera trayectoria dentro del prisma 2 se ve reflejado en la segunda superficie del prisma 3 con reflexion total. Despues de recorrer una segunda trayectoria dentro del prisma 2 todos los rayos salen por la tercera superficie lateral e inciden en la rejilla de reflexion 1. En ella los rayos del haz se difractan en funcion de la longitud de onda respectiva e inciden con un angulo distinto al angulo de salida previo de nuevo en la tercera superficie lateral del prisma 2; despues de recorrer una tercera trayectoria dentro del 45 prisma 2 los rayos vuelven a salir por la segunda superficie del prisma 3. A continuacion atraviesan el sistema de lentes que focaliza el haz de rayos en funcion de su longitud de onda en el detector. En conjunto, la combinacion de rejilla-prisma primero hace posible una k-linealizacion aun insuficiente y solo conjuntamente con la optica de focalizacion se consigue ya una buena correccion.

50 En cuanto a una mayor compacidad la estructura de la invencion tiene tambien otra ventaja en comparacion con las combinaciones habituales de rejilla y prisma (vease, por ejemplo, los documentos de patente de Estados Unidos US6661513, US6816258, US7929134 etc.) al mantener unas distancias geometricas claramente menores entre los componentes individuales. Esto se debe, entre otras cosas, a que las trayectorias opticas necesarias recorridas dentro de la combinacion de rejilla y prisma se superponen. Dicha menores distancias necesarias tienen un efecto 55 positivo en las dimensiones necesarias de los elementos adicionales. En total, incluso si se utilizan componentes de catalogo solo haran falta componentes opticos bastante pequenos, por ejemplo, lentes. Estos pueden adquirirse habitualmente a buen precio lo que reduce los costes totales del espectrometro.

Adicionalmente la compacidad o la forma del espectrometro se pueden aumentar o adaptar mas, aparte de las

caractensticas de la invencion descritas, mediante un plegado concreto de las trayectorias de los rayos. La figura 3 ilustra una manera a modo de ejemplo en la que se usa un espejo de plegado 4.

En la practica, para la configuracion concreta y la implementacion de la invencion se puede partir de un sistema 5 conocido, con el que a continuacion se hara una comparacion. El espectrometro correspondiente se diseno para representar 2048 pfxeles y tiene una altura, incluyendo la carcasa, de aproximadamente 9 cm con una superficie de aproximadamente 340 cm2. La reproduccion resulta lineal en funcion del numero de onda circular. El sistema optico se basa en la combinacion de rejilla de transmision y prisma separados espacialmente y esta optimizado en cuanto a sus dimensiones. El sistema nuevo desarrollado de acuerdo con la invencion y descrito anteriormente necesita para 10 una representacion equivalente de 2048 pfxeles una superficie reducida de aproximadamente 130 cm2 y una altura de aproximadamente 4 cm tan solo. Esto corresponde a un volumen reducido hasta menos de un 20% del volumen de partida habiendose de interpretar la comparacion con cierta cautela porque las formas de las superficies son distintas.

15 Aunque la implementacion preferida de la invencion es un espectrometro compacto con una caractenstica lineal en funcion del numero de onda circular la invencion no esta limitada a este caso de aplicacion. En otra forma de realizacion de la invencion la linealidad puede no ser en funcion del numero de onda circular sino de la longitud de onda. Esto en principio tambien se puede conseguir directamente utilizando una rejilla adecuada pero entonces se sufren las limitaciones ya mencionadas en cuanto a la falta de linealidad y a los angulos de entrada y salida 20 necesarios. Para reducir la no linealidad en el estado de la tecnica se utilizan habitualmente elementos opticos adicionales, por ejemplo, prismas, que solo se ven atravesados por los rayos una vez. Utilizando la configuracion de la invencion, es decir, aprovechando la reflexion total en el prisma y el paso de los rayos a traves de el varias veces se pueden construir espectrometros mucho mas compactos. Como se ha descrito anteriormente, de lo anterior resultan habitualmente ventajas adicionales en cuanto a la variedad de componentes y al precio.

25

Aunque en la combinacion de rejilla y prisma se persigue normalmente la linealidad en funcion del numero de onda circular o de la longitud de onda esto no es razonable en todas las aplicaciones. Un ejemplo conocido es el de los sistemas de medicion cromaticos confocales cuya funcion caractenstica de distancia no es lineal ni en funcion de la longitud de onda ni del numero de onda circular. Habitualmente en dichos sistemas se utilizan espectrometros que 30 tienen una funcion caractenstica de variacion aproximadamente lineal con la longitud de onda. Para ello, se utilizan sobre todo estructuras sencillas de rejilla de reflexion o de transmision conjuntamente con opticas de reproduccion. Con una funcion caractenstica del espectrometro mas favorable se podna reducir tambien en este caso el consumo de recursos del postprocesamiento. Simultaneamente aumenta habitualmente tambien la calidad de la resolucion, por ejemplo, la no linealidad de los valores de medicion se ve reducida.

35

Para conseguir una caractenstica lineal en funcion de la distancia al objeto se tienen que disenar los sistemas cromaticos confocales del espectrometro de otra manera. Una caractenstica lineal en funcion del numero de onda circular resultana claramente mejor que la solucion descrita anteriormente, lineal en funcion de la longitud de onda, pero no es la configuracion optima todavfa. Por el contrario, la no linealidad de la relacion de dispersion se tendna 40 que considerar en el cabezal de medicion en funcion del intervalo de longitud de onda utilizado y compensarse mediante un diseno adecuado de la relacion de dispersion en el espectrometro. Por lo que consta a los inventores no existe en el mercado un sistema que presente esta solucion. Esto viene justificado posiblemente por los costes de los componentes adicionales necesarios y por el mayor tamano del espectrometro. Posiblemente simplemente se deba a que la relacion coste-utilidad no es aceptable. Utilizando la configuracion de acuerdo con la invencion se 45 puede mejorar esta relacion.

En funcion de como sea de complejo el diseno de la correccion de la dispersion del espectrometro puede ser util evitar el contacto directo o la integracion de la rejilla y prisma. Asf se puede dejar un angulo de separacion entre la rejilla y el prisma sin que se sacrifique la caractenstica fundamental de la reflexion total en el prisma. El angulo 50 adicional aumenta la flexibilidad a la hora de optimizar la no linealidad pagando como precio un mayor consumo de recursos para el ajuste.

Aparte de las realizaciones descritas de la invencion se puede utilizar la solucion tambien en cualquier circunstancia en la que la combinacion de rejilla y prisma se haya venido utilizando y en la que el paso de los rayos por el prisma 55 fuera unico. El precio y el tamano del espectrometro tienen normalmente bastante importancia para aplicaciones industriales. Aunque no se adapten los sistemas existentes, de cara a la produccion de nuevos espectrometros industriales la invencion ofrece ventajas claras en estos sentidos.

En cuanto a otros disenos ventajosos del espectrometro segun la invencion se remite, para evitar las repeticiones, a

la parte general de la descripcion as^ como a las reivindicaciones adjuntas.

Finalmente, hay que mencionar, precisamente, que los ejemplos de realizacion descritos anteriormente del espectrometro de acuerdo con la invencion solo sirven para aclarar los conceptos tecnicos reivindicados pero no los 5 limitan a dichos ejemplos de realizacion de la invencion.

Lista de numeros de referencia

1: Rejilla, rejilla de reflexion 10 2: Prisma

3: Lado, segunda superficie del prisma 4: Espejo de plegado

Claims (4)

1. REIVINDICACIONES

   1. Espectrometro que comprende una combinacion de al menos una rejilla (1) y al menos un prisma (2), aprovechandose para conseguir un espectrometro compacto, la reflexion total en al menos un prisma (2)

   5 utilizandose como rejilla (1) una rejilla de reflexion (1), en el que el/los, al menos uno, prisma/s estan colocados de modo que lo/s atraviese/n los rayos de luz dos veces aprovechandose el punto de funcionamiento correspondiente a la reflexion total en un lado interno del prisma para garantizar la separacion de las trayectorias entre los rayos de entrada y de salida del prisma siendo la caractenstica del espectrometro lineal en funcion del numero de onda circular o compensando el espectrometro la relacion no lineal debida a la dispersion entre la longitud de onda y el 10 punto focal de un sistema de medicion cromatico confocal de modo que la caractenstica total resulta lineal en funcion de la distancia al objeto o siendo la funcion caractenstica del espectrometro de variacion lineal con la longitud de onda.
2. 2. Espectrometro segun la reivindicacion 1 caracterizado por que la rejilla (1) esta colocada u orientada 15 de modo que pueda funcionar segun la configuracion de Littrow.
3. 3. Espectrometro segun la reivindicacion 1 o 2 caracterizado por que la fraccion de la funcion

   caractenstica del espectrometro deseada no conseguida con el conjunto rejilla-prisma se consigue aprovechando

   espedficamente las distorsiones de las lentes que los rayos atraviesan a continuacion.

   20
4. 4. Espectrometro segun la reivindicacion 1, 2 o 3 caracterizado por que en el espectrometro se produce

   el pliegue de las trayectorias de los rayos, preferiblemente mediante un espejo de plegado.