一種多次反射光學(xué)樣品分析系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)技術(shù)及樣品分析技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多次反射光學(xué)樣品分析系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著使用要求的不斷提高，對(duì)光學(xué)儀器的性能提出了更穩(wěn)定、更小型化、集成度更高等越來(lái)越高的要求。其中光學(xué)窗口作為絕大部分光學(xué)儀器的入口和出口，它的安裝與密封直接影響整個(gè)光學(xué)儀器的可靠性，安裝不當(dāng)甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)失調(diào)，導(dǎo)致光學(xué)儀器失效。特別需要提出的是，在光學(xué)儀器中，對(duì)光學(xué)元器件的密封意義重大(如在海水中使用一些光學(xué)儀器或在惡劣環(huán)境下使用的光學(xué)儀器)，一般來(lái)說(shuō)，密封措施提高了光學(xué)元件的耐潮性、耐腐蝕性、防水、防霉等性能。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中組成光學(xué)樣品分析系統(tǒng)(圖1僅示除了長(zhǎng)光程池的一部分，一般長(zhǎng)光程池至少包含兩個(gè)反射鏡和一個(gè)入射窗口)的第一光學(xué)器件是互相分離的，其中Ml為反射鏡,Wl為光學(xué)窗口，Wl和Ml之間是分離的，由于反射鏡Ml不通光,為了滿(mǎn)足光線能夠穿過(guò)光學(xué)窗口 Wl所處的位置，需在反射鏡Ml對(duì)應(yīng)位置設(shè)置通光孔。為保證光學(xué)儀器的穩(wěn)定性，光學(xué)窗口 Wl的安裝固定及其Wl與Ml之間的密封非常重要。
[0004]—種常見(jiàn)的固定方式如圖2a所7K, 2為反射鏡Ml, 3為光學(xué)窗口 Wl, 1、5、6為滿(mǎn)足固定密封所設(shè)置的結(jié)構(gòu)件，4、7、8、9為密封元件。
[0005]該安裝固定方式存在諸多缺陷:
[0006](I)必須制作如圖2中所示的結(jié)構(gòu)件來(lái)安裝固定窗口 Wl，結(jié)構(gòu)件繁多，增加了儀器的生產(chǎn)制造成本；
[0007](2)為了能有足夠的空間安裝光學(xué)窗口 W1，必須要在Wl與Ml之間預(yù)留一定的間隙，從而導(dǎo)致光學(xué)窗口 Wl與反射鏡Ml的有效光學(xué)利用面積的減??；
[0008](3)為了達(dá)到安裝的目的，光學(xué)窗口的安裝固定件需要從反射鏡安裝件的前端以懸臂方式伸入到光學(xué)窗口安裝位置，同時(shí)由于安裝空間的限制，結(jié)構(gòu)件需做成強(qiáng)度不高的薄壁零件，由于懸臂薄壁結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性以及結(jié)構(gòu)件加工誤差的雙重影響，光學(xué)窗口 Wi安裝的穩(wěn)定性得不到保證，安裝固定過(guò)程極其復(fù)雜；
[0009](4)固定窗口的結(jié)構(gòu)件材質(zhì)一般選用金屬材質(zhì),制作光學(xué)窗口的材質(zhì)一般為玻璃，而金屬材質(zhì)和玻璃材質(zhì)熱膨脹系數(shù)一般相差一個(gè)數(shù)量級(jí)，在溫度變化時(shí)，兩者的形變不同，會(huì)導(dǎo)致一定的應(yīng)力產(chǎn)生，如果應(yīng)力達(dá)到一定程度，會(huì)引起光學(xué)元件碎裂。
[0010]對(duì)于光學(xué)窗口 Wl和反射鏡Ml之間的密封同樣存在諸多限制:
[0011](I)Wl與其固定件之間密封元件4的設(shè)計(jì)選擇一般需考慮尺寸大小、是否耐高溫、是否耐腐蝕、材質(zhì)的軟硬程度等。由于此處空間尺寸較小且不具大眾化，市場(chǎng)上沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的密封件可供選擇，需要定制非標(biāo)件，增加了生產(chǎn)成本和后期的維護(hù)成本；
[0012](2)光學(xué)窗口 Wl與反射鏡Ml之間的密封元件8會(huì)造成反射鏡Ml局部受力，此處容易導(dǎo)致應(yīng)力集中，隨著儀器的使用，會(huì)使反射鏡Ml存在破裂的風(fēng)險(xiǎn)。
[0013]除此之外，光學(xué)窗口的位置變動(dòng)(引起位置變動(dòng)的因素包括:溫差導(dǎo)致的位移、夕卜界振動(dòng)、氣流沖擊等、)對(duì)光路的影響較大，特別對(duì)基于多次反射技術(shù)的長(zhǎng)光程系統(tǒng)，其影響往往是破壞性的。
[0014]因此，針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，有必要提供一種新的多次反射光學(xué)樣品分析系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種多次反射光學(xué)樣品分析系統(tǒng)，參見(jiàn)圖2b所示，將現(xiàn)有技術(shù)中的反射鏡和光學(xué)窗口轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€(gè)功能區(qū)域并集成為一體，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定、可靠。
[0016]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下:
[0017]一種多次反射光學(xué)樣品分析系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)第一光學(xué)器件，其特征在于，所述第一光學(xué)器件包括至少兩個(gè)可分離設(shè)置成不同光學(xué)器件的功能區(qū)域，至少兩個(gè)功能區(qū)域集成為一體的第一光學(xué)器件，多次反射光學(xué)樣品分析系統(tǒng)中的光路至少兩次通過(guò)待分析樣品。
[0018]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一光學(xué)器件包括第一功能區(qū)域和第二功能區(qū)域，所述第一功能區(qū)域?yàn)橥干鋮^(qū)域，所述第二功能區(qū)域?yàn)榉瓷鋮^(qū)域。
[0019]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述功能區(qū)域通過(guò)一體化機(jī)械加工、光學(xué)鍍膜、光學(xué)接觸或膠合的方式集成為一體的第一光學(xué)器件。
[0020]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述透射區(qū)域鍍有增透膜，所述反射區(qū)域?yàn)槿瓷鋮^(qū)域或鍍有反射膜。
[0021]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述透射區(qū)域和/或反射區(qū)域在第一光學(xué)器件的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置為平面結(jié)構(gòu)、非平面結(jié)構(gòu)中的一種或多種的組合。
[0022]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述非平面結(jié)構(gòu)包括臺(tái)階結(jié)構(gòu)、楔形結(jié)構(gòu)、曲面結(jié)構(gòu)，所述曲面結(jié)構(gòu)包括球面結(jié)構(gòu)、二次曲面結(jié)構(gòu)、柱面結(jié)構(gòu)、自由曲面結(jié)構(gòu)中的一種或多種的組入口 ο
[0023]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述非平面結(jié)構(gòu)為陣列結(jié)構(gòu)，所述陣列結(jié)構(gòu)包括微球透鏡陣列結(jié)構(gòu)、柱透鏡陣列結(jié)構(gòu)、矩形陣列結(jié)構(gòu)、三角形陣列結(jié)構(gòu)。
[0024]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述透射區(qū)域位于第一光學(xué)器件的內(nèi)部、邊緣或側(cè)面。
[0025]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述多次反射光學(xué)樣品分析系統(tǒng)還包括至少一個(gè)第二光學(xué)器件，所述第二光學(xué)器件為透射鏡、反射鏡、衍射鏡。
[0026]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一光學(xué)器件和/或第二光學(xué)器件中還包括挖空區(qū)域，挖空區(qū)域?yàn)閷?duì)應(yīng)光學(xué)器件的非光學(xué)利用空間。
[0027]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0028]多次反射光學(xué)樣品分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定、可靠；
[0029]第一光學(xué)器件中的功能區(qū)域數(shù)目不做限制，可根據(jù)應(yīng)用需要設(shè)置為所需數(shù)目；
[0030]第一光學(xué)器件中的透射區(qū)域和反射區(qū)域的形狀包括但不限于圓形，可根據(jù)應(yīng)用需要設(shè)置為任意形狀，其他能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的形狀均可；
[0031]第一光學(xué)器件中的透射區(qū)域和反射區(qū)域的相對(duì)位置關(guān)系可以隨應(yīng)用需要而改變；
[0032]第一光學(xué)器件中的反射區(qū)域的形狀不做限制，包括但不限于平面或曲面等，其他能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的面型均可；
[0033]第一光學(xué)器件中的透射區(qū)域的形狀不做限制，包括但不限于臺(tái)階、楔形、透鏡形式、陣列形式等，其他能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的結(jié)構(gòu)均可；
[0034]第一光學(xué)器件中的非光學(xué)利用空間可挖空，形狀及尺寸依設(shè)計(jì)而定。
【附圖說(shuō)明】
[0035]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0036]圖1為一現(xiàn)有技術(shù)中多次反射光學(xué)樣品分析系統(tǒng)中第一光學(xué)器件的結(jié)構(gòu)TJK意圖；
[0037]圖2a為另一現(xiàn)有技術(shù)中多次反射光學(xué)樣品分析系統(tǒng)中第一光學(xué)器件的結(jié)構(gòu)TJK意圖，圖2b為現(xiàn)有技術(shù)與本發(fā)明的結(jié)構(gòu)對(duì)比示意圖；
[0038]圖3a本發(fā)明實(shí)施例1中多次反射光學(xué)樣品分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3b、3c分別為第一光學(xué)器件和第二光學(xué)器件的截面結(jié)構(gòu)示意圖，圖3d、3e為本發(fā)明實(shí)施例1中多次反射光學(xué)樣品分析系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)及側(cè)視結(jié)構(gòu)光學(xué)示意圖；