專利名稱：微型單色器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)儀器，特別是一種能將復(fù)合光分離出單色光后進(jìn)行光譜掃描的單色器。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有技術(shù)中的單色器包括有殼體、入射狹縫、光電倍增管等，并均采用棱鏡分光或光柵分光，該光柵為平面光柵。復(fù)合光經(jīng)過入射狹縫進(jìn)入單色器內(nèi)，經(jīng)反射鏡投射到光柵或棱鏡上，由光柵或棱鏡色散后轉(zhuǎn)動(dòng)光柵或棱鏡使得到某一波長(zhǎng)的光，經(jīng)過反射鏡反射后射出，由此實(shí)現(xiàn)將進(jìn)入的復(fù)合光分離出單色光的作用，單色器工作時(shí)通過將光柵轉(zhuǎn)動(dòng)特定角度來使得不同波長(zhǎng)的光投射到接收器上，來完成全波長(zhǎng)的光譜掃描。這樣每接收一個(gè)特定波長(zhǎng)的光，光柵就得由電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)不同的角度。光譜所呈譜面為羅蘭圓，均采用光電倍增管作為接收器，同時(shí)只能接收某一個(gè)波長(zhǎng)的光。
以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)是1、這種單色器不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、裝調(diào)困難，而且體積龐大，一般平面尺寸都在500mm×500mm以上。
2、測(cè)量速度慢完成一個(gè)全波段掃描需要3-6分鐘，在線檢測(cè)以及需快速瞬時(shí)定性定量測(cè)定時(shí)該單色器就無(wú)能為力。
3、光能量的損失大現(xiàn)有單色器的入射狹縫均由金屬狹縫片上切割成的窄縫。匯聚圓形光斑照射到金屬窄縫片上通過窄縫的光形成入射光斑。投射到窄縫片中央的圓形光斑只有通過窄縫的光被傳送到單色器內(nèi)，其余的都被遮擋損失掉，通過窄縫的光占投射到狹縫片上光的20％-30％，光能量損失嚴(yán)重。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量速度快的微型單色器。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種微型單色器，包括有殼體、凹面平場(chǎng)光柵、光電轉(zhuǎn)換器件和入射狹縫，該入射狹縫設(shè)于該殼體的內(nèi)壁上，凹面平場(chǎng)光柵與所述入射狹縫的位置相對(duì)，并且二者的中心軸線形成有夾角，所述光電轉(zhuǎn)換器件設(shè)置在所述凹面平場(chǎng)光柵的焦平面上。
可以進(jìn)一步將本實(shí)用新型的入射狹縫作如下改進(jìn)入射狹縫由光導(dǎo)纖維陣列排布所形成，包括有光纖頭、多股光導(dǎo)纖維和入射接頭；在該光纖頭上開有一通透狹縫，所述入射接頭上開有通孔，所述多股光導(dǎo)纖維的一端固定安插在上述狹縫中并且每股光導(dǎo)纖維之間單行平行排列，其另一端穿過入射接頭的通孔。
本實(shí)用新型在采用凹面平場(chǎng)光柵的同時(shí)，以線陣或面陣的光電轉(zhuǎn)換器件(CCD或PDA)為接收器，大大簡(jiǎn)化了單色器光路，使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，并且每次光譜掃描時(shí)間為50ms，與現(xiàn)有技術(shù)中的單色器的光譜掃描時(shí)間相比縮短1000倍以上。另外，采用本實(shí)用新型的光導(dǎo)纖維形成入射狹縫傳導(dǎo)入射光，使其從射入到射出始終在光導(dǎo)纖維內(nèi)部傳導(dǎo)，光能量沒有損失，提高了入射光能量的利用率。


圖1A、圖1B為本實(shí)用新型單色器第一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型單色器第二種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2中入射狹縫的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3中的A向示圖；圖5為圖3中的B向示圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖具體說明本實(shí)用新型如圖1A、圖1B所示，本實(shí)用新型單色器包括有殼體1、凹面平場(chǎng)光柵2、光電轉(zhuǎn)換器件3和入射狹縫4。入射狹縫4設(shè)于殼體1的內(nèi)壁上，凹面平場(chǎng)光柵2與入射狹縫4的位置相對(duì)，并且二者的中心軸線形成有夾角。光電轉(zhuǎn)換器件3可以是線陣光電轉(zhuǎn)換器件(CCD)或面陣光電轉(zhuǎn)換器件(PDA)，其作為接收器設(shè)置在凹面平場(chǎng)光柵2的焦平面上。
本實(shí)用新型的工作過程如下光由入射狹縫4射到凹面平場(chǎng)光柵2，凹面平場(chǎng)光柵2將入射的復(fù)合光色散后使光譜帶呈在焦平面上，這種光譜線在同一平面上呈線形排列，由位于焦平面上的光電轉(zhuǎn)換器件(CCD或PDA)3接收。并且可以根據(jù)象素分辨率的不同要求選用不同象素的光電轉(zhuǎn)換器件(CCD或PDA)3作為接收器，光電轉(zhuǎn)換器件(CCD或PDA)3每做一次掃描大約用50ms的時(shí)間，可以得到一個(gè)全波段掃描。
為了避免入射光能的損失，本實(shí)用新型的第二種實(shí)施例，如圖2、圖3所示，可以將入射狹縫4做如下改進(jìn)入射狹縫4采用光導(dǎo)纖維陣列排布所形成，包括有光纖頭5、多股光導(dǎo)纖維6和入射接頭7。如圖4、圖5所示，在光纖頭5上開有一通透狹縫，入射接頭7上開有通孔；多股光導(dǎo)纖維6的一端固定安插在上述狹縫中并且每股光導(dǎo)纖維之間單行平行排列，多股光導(dǎo)纖維6的另一端穿過入射接頭7的通孔。使用時(shí)，將入射接頭7與光源的對(duì)應(yīng)部件連接，光經(jīng)過多股光導(dǎo)纖維6到達(dá)光纖頭5處后射到凹面平場(chǎng)光柵2上，由于光在射到凹面平場(chǎng)光柵2前始終在光導(dǎo)纖維內(nèi)部傳導(dǎo)，所以光的能量沒有損失。
權(quán)利要求1.一種微型單色器，包括有殼體和入射狹縫，該入射狹縫設(shè)于該殼體的內(nèi)壁上，其特征在于該微型單色器還包括有凹面平場(chǎng)光柵和光電轉(zhuǎn)換器件；該凹面平場(chǎng)光柵與所述入射狹縫的位置相對(duì)，并且二者的中心軸線形成有夾角，所述光電轉(zhuǎn)換器件設(shè)置在所述凹面平場(chǎng)光柵的焦平面上。
2.如權(quán)利要求1所述的微型單色器，其特征在于所述光電轉(zhuǎn)換器件為線陣光電轉(zhuǎn)換器件。
3.如權(quán)利要求1所述的微型單色器，其特征在于所述光電轉(zhuǎn)換器件為面陣光電轉(zhuǎn)換器件。
4.如權(quán)利要求1所述的微型單色器，其特征在于所述入射狹縫為光導(dǎo)纖維陣列排布所形成，其包括有光纖頭、多股光導(dǎo)纖維和入射接頭；在該光纖頭上開有一通透狹縫，所述入射接頭上開有通孔，所述多股光導(dǎo)纖維的一端固定安插在上述狹縫中并且每股光導(dǎo)纖維之間單行平行排列，其另一端穿過入射接頭的通孔。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種微型單色器。該微型單色器包括有殼體、凹面平場(chǎng)光柵、光電轉(zhuǎn)換器件和入射狹縫，該入射狹縫設(shè)于該殼體的內(nèi)壁上，凹面平場(chǎng)光柵與所述入射狹縫的位置相對(duì)，并且二者的中心軸線形成有夾角，所述光電轉(zhuǎn)換器件設(shè)置在所述凹面平場(chǎng)光柵的焦平面上。本實(shí)用新型操結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量速度快，特別適用于需要光的在線快速檢測(cè)和應(yīng)急檢測(cè)的工作領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01J3/12GK2624189SQ03245598
公開日2004年7月7日 申請(qǐng)日期2003年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月22日
發(fā)明者馬放均, 孫宏偉, 劉捷 申請(qǐng)人:北京普析通用儀器有限責(zé)任公司