一種非對(duì)稱式小型高光譜分辨率光柵單色儀的光路結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種非對(duì)稱式小型高光譜分辨率光柵單色儀的光路結(jié)構(gòu)屬于光譜分析儀器【技術(shù)領(lǐng)域】，該結(jié)構(gòu)包括：入射狹縫、準(zhǔn)直物鏡、平面光柵、會(huì)聚物鏡、折轉(zhuǎn)反射鏡、出射狹縫和轉(zhuǎn)臺(tái)；入射狹縫發(fā)出的光束照射于準(zhǔn)直物鏡進(jìn)行準(zhǔn)直，光束準(zhǔn)直之后由平面光柵色散分光，色散光束由會(huì)聚物鏡會(huì)聚，經(jīng)折轉(zhuǎn)反射鏡折轉(zhuǎn)光路后聚焦于出射狹縫處，從而獲得準(zhǔn)單色光，平面光柵固定在轉(zhuǎn)臺(tái)上，通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)光柵使不同波長(zhǎng)的單色光在出射狹縫處輸出。本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，加工和裝校簡(jiǎn)單。會(huì)聚物鏡可獲得較大的焦距從而使單色儀譜線線色散率顯著提高。折轉(zhuǎn)反射鏡將光路折疊于儀器內(nèi)部有效壓縮了儀器體積，可有效減小系統(tǒng)象散從而提高儀器出射光譜的能量集中度。
【專利說(shuō)明】一種非對(duì)稱式小型高光譜分辨率光柵單色儀的光路結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光譜分析儀器【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種非對(duì)稱式小型高光譜分辨率光柵單色儀的光路結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]單色儀是一種用來(lái)獲取準(zhǔn)單色光的分光儀器，是進(jìn)行光譜分析和光譜特性測(cè)量的基本測(cè)試設(shè)備，如今廣泛應(yīng)用于科研、生產(chǎn)和質(zhì)控等領(lǐng)域。
[0003]隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，小型化、輕量化、便攜化和高分辨率逐漸成為了單色儀發(fā)展的主流趨勢(shì)。常規(guī)的單色儀采用Czerney-Turner光路結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)的光路較為對(duì)稱，儀器的準(zhǔn)直物鏡和成像物的鏡焦距相近甚至相等，為提高儀器譜線線色散率則需同時(shí)增大儀器準(zhǔn)直物鏡和成像物鏡的焦距導(dǎo)致儀器體積增大，重量增大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種非對(duì)稱式小型高光譜分辨率光柵單色儀的光路結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在有限的體積范圍內(nèi)，會(huì)聚物鏡可獲得較大的焦距從而使單色儀譜線線色散率顯著提高，具有分辨率高，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種非對(duì)稱式小型高光譜分辨率光柵單色儀的光路結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括:入射狹縫、準(zhǔn)直物鏡、平面光柵、會(huì)聚物鏡、出射狹縫和轉(zhuǎn)臺(tái)，該結(jié)構(gòu)還包括:折轉(zhuǎn)反射鏡；入射狹縫發(fā)出的光束照射于準(zhǔn)直物鏡進(jìn)行準(zhǔn)直，光束準(zhǔn)直之后由平面光柵色散分光，色散光束由會(huì)聚物鏡會(huì)聚，經(jīng)折轉(zhuǎn)反射鏡折轉(zhuǎn)光路后聚焦于出射狹縫處，從而獲得準(zhǔn)單色光，平面光柵固定在轉(zhuǎn)臺(tái)上，通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)平面光柵使不同波長(zhǎng)的單色光在出射狹縫處輸出。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，加工和裝校簡(jiǎn)單。在有限的體積范圍內(nèi)，會(huì)聚物鏡可獲得較大的焦距從而使單色儀譜線線色散率顯著提高。折轉(zhuǎn)反射鏡將光路折疊于儀器內(nèi)部有效壓縮了儀器體積，且采用柱面反射鏡作為折轉(zhuǎn)反射鏡時(shí)可有效減小系統(tǒng)象散從而提高儀器出射光譜的能量集中度。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1本發(fā)明一種非對(duì)稱式小型高光譜分辨率光柵單色儀的光路結(jié)構(gòu)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0010]如圖1所示，本發(fā)明一種非對(duì)稱式小型高光譜分辨率光柵單色儀的光路結(jié)構(gòu)，包括入射狹縫1、準(zhǔn)直物鏡2、平面光柵3、會(huì)聚物鏡4、折轉(zhuǎn)反射鏡5、出射狹縫6和轉(zhuǎn)臺(tái)7 ;準(zhǔn)直物鏡2和會(huì)聚物鏡4均采用凹球面反射鏡，會(huì)聚物鏡4焦距遠(yuǎn)大于準(zhǔn)直物鏡焦距以提高儀器譜線線色散率；平面光柵3采用反射式平面光柵；折轉(zhuǎn)反射鏡5用于將光路折疊于儀器內(nèi)部以縮小儀器體積，即可采用平面反射鏡也可采用柱面反射鏡(可消除系統(tǒng)象散)?’轉(zhuǎn)臺(tái)7用于轉(zhuǎn)動(dòng)平面光柵3以使不同波長(zhǎng)的單色光在出射狹縫處輸出。從入射狹縫I發(fā)出的光束照射于準(zhǔn)直物鏡2，光束準(zhǔn)直之后由平面光柵3色散分光，色散光束由會(huì)聚物鏡4會(huì)聚，經(jīng)折轉(zhuǎn)反射鏡5折轉(zhuǎn)光路后聚焦于出射狹縫6處，從而獲得準(zhǔn)單色光。
[0011]實(shí)施實(shí)例1:
[0012]本發(fā)明的光路結(jié)構(gòu)中，單色儀工作波段為200?850nm，物方數(shù)值孔徑為0.1 ;準(zhǔn)直物鏡2和會(huì)聚物鏡4均為凹球面反射鏡，曲率半徑分別為90mm和193mm，離軸角分別為8°和30°，焦距分別為45.2mm和80.8mm ;平面光柵3采用光柵常數(shù)為l/600mm的反射式刻劃光柵；采用柱面反射鏡作為折轉(zhuǎn)反射鏡5消除系統(tǒng)象散時(shí)，柱面反射鏡曲率半徑為294mm。
[0013]通過(guò)光學(xué)設(shè)計(jì)軟件追跡，本實(shí)例構(gòu)成的一種非對(duì)稱式小型高光譜分辨率光柵單色儀的光路結(jié)構(gòu)的理論分辨率可達(dá)lnm，光路長(zhǎng)寬為56mmX47mm。
【權(quán)利要求】
1.一種非對(duì)稱式小型高光譜分辨率光柵單色儀的光路結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括:入射狹縫、準(zhǔn)直物鏡、平面光柵、會(huì)聚物鏡、出射狹縫和轉(zhuǎn)臺(tái)，其特征在于，該結(jié)構(gòu)還包括:折轉(zhuǎn)反射鏡；所述入射狹縫發(fā)出的光束照射于準(zhǔn)直物鏡進(jìn)行準(zhǔn)直，光束準(zhǔn)直之后由平面光柵色散分光，色散光束由會(huì)聚物鏡會(huì)聚，經(jīng)折轉(zhuǎn)反射鏡折轉(zhuǎn)光路后聚焦于出射狹縫處，從而獲得準(zhǔn)單色光，平面光柵固定在轉(zhuǎn)臺(tái)上，通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)平面光柵使不同波長(zhǎng)的單色光在出射狹縫處輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的一種非對(duì)稱式小型高光譜分辨率光柵單色儀的光路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述準(zhǔn)直物鏡和會(huì)聚物鏡為凹球面反射鏡；會(huì)聚物鏡的焦距遠(yuǎn)大于準(zhǔn)直物鏡的焦距。
3.如權(quán)利要求1所述的一種非對(duì)稱式小型高光譜分辨率光柵單色儀的光路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述平面光柵為反射式平面光柵。
4.如權(quán)利要求1所述的一種非對(duì)稱式小型高光譜分辨率光柵單色儀的光路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述折轉(zhuǎn)反射鏡為柱面反射鏡。
【文檔編號(hào)】G01J3/12GK104483018SQ201410819995
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】崔繼承, 楊增鵬, 唐玉國(guó), 齊向東, 朱繼偉, 尹祿 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所