專利名稱：全息Bragg體光柵光譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬電光功能材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種全息Bragg 體光柵光譜儀。
背景技術(shù)：
目前，電光功能材料領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的常規(guī)平面光柵光譜儀的分 辨率與所采用的衍射光柵的刻劃總數(shù)成正比。因而光柵面越大，光 柵周期越小，則系統(tǒng)分辨率越高。因此，實(shí)踐操作中，為確保一定 的分ll率，常規(guī)平面光柵光譜儀的體積不可能減得很小。同時(shí)，對(duì)衍 射光柵表面的潔凈度要求非常高，不能有粘染，否則其衍射效率會(huì)嚴(yán) 重下降。
全息Bmgg體光柵就是在透明介質(zhì)材料，如玻璃，聚合物材料中， 通過(guò)全息的方法使體材料的折射率形成具有正弦形式的周期調(diào)制。其 Bmgg矢量平行于材料表面，而等折射率面則垂直于體表面。入射 光線方向，光柵體法線，及Bragg矢量三線共面為入射面。
—全息Bragg體光柵具有很高的衍射效率，滿足Bragg條件的入 射光線理論上衍射效率可達(dá)100%。衍射效率與入射波長(zhǎng)及入射角有 關(guān)，并且具有很小的角分散度。衍射極大值處波長(zhǎng)與入射角成單值 對(duì)應(yīng)關(guān)系，因而可用其取代常規(guī)平面光柵，通過(guò)旋轉(zhuǎn)光柵面以改變?nèi)肷浣?，從而獲得最大衍射波長(zhǎng)。
另外，全息Bragg體光柵的分辨力不受光柵尺寸大小影響，只要 求入射光準(zhǔn)直，因而全息Bragg體光柵光譜儀可以使系統(tǒng)體積大幅 度縮小，首先是光柵體積大幅縮小，光束尺寸也相應(yīng)地減小。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供全息Bragg 體光柵光譜儀。本實(shí)用新型利用高效率全息Bragg體光柵，取代常 規(guī)平面光柵構(gòu)建光譜儀。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)加以實(shí)現(xiàn)的。具體而 言，本實(shí)用新型提供一種全息Bragg體光柵光譜儀，其包括輸入光 纖接頭(l)，準(zhǔn)直透鏡(2),全息Bragg體光柵(3)，可旋轉(zhuǎn)底座(4)， 輸出聚焦鏡(5),輸出端光纖接頭(6)，輸出端倍角轉(zhuǎn)動(dòng)座(7)，及透 射光吸收管(8)。當(dāng)光線由輸入光纖接頭(l)導(dǎo)引進(jìn)入光譜儀，經(jīng)由準(zhǔn) 直透鏡(2)準(zhǔn)直，以與光柵表面法線成一定角度入射全息Bragg體光 柵(3)。若該入射角使某一波長(zhǎng)a)滿足Bragg條件，則該波長(zhǎng)的光 線將被全息Bragg體光柵(3)最大地衍射，以與光柵法線成同樣的角 度(與入射光線位于法線同側(cè))出射。當(dāng)光柵面被轉(zhuǎn)動(dòng)而使入射角改 變時(shí)，相應(yīng)的最大衍射波長(zhǎng)也將隨之改變。輸出聚焦鏡(5)將衍射光 收集并匯聚到輸出端光纖接頭(6)，從輸出端光纖接頭(6)輸出。為 了實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確接收衍射光，輸出聚焦鏡(5)和輸出端光纖接頭(6)被固 定在輸出端倍角轉(zhuǎn)動(dòng)座(7)上，隨之一同繞光柵轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，但輸出聚 焦鏡(5)，輸出端光纖接頭(6)，輸出端倍角轉(zhuǎn)動(dòng)座(7)三者的轉(zhuǎn)動(dòng)角度為全息Bragg體光柵(3)光柵面轉(zhuǎn)動(dòng)角的2倍。對(duì)于不滿足 Bragg條件的光線，其主要強(qiáng)度將透射Bragg體光柵(3)，被it射光 吸收管(8)所收集，以消除系統(tǒng)內(nèi)雜散光。
本實(shí)用新型采用的高效率全息Bragg體光柵，是密封在兩層導(dǎo) 電玻璃之間，表面不會(huì)受環(huán)境氣份影響，并且可以擦拭，從而避免 了平面(刻劃)光柵表面受潮發(fā)霉或因表面不清潔而使其衍射效率嚴(yán) 重下降的問(wèn)題，從而延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命。
本實(shí)用新型中，所述的高效率全息Bragg體光柵，可以是任何 形式的全息Bragg體光柵，如全息聚合物分散液晶(HPDLC)制備的高 效率Bragg體光柵，以及熱成形玻璃全息Bragg體光柵。光柵前后 表面可以鍍寬帶增透膜以減少反射損耗。
本實(shí)用新型中，所述的高效率全息Bragg體光柵，可以采用透 射式或反射式體光柵。
本實(shí)用新型中，所述的準(zhǔn)直透鏡(2)和輸出聚焦鏡(5)可采用消 象差透鏡組或凹面射鏡。
本實(shí)用新型中，所述的輸入光纖接頭(1)和輸出端光纖接頭(6) 也可以采用小孔光闌，或狹縫光闌。
本實(shí)用新型取代常規(guī)平面光柵構(gòu)建光譜儀，儀器系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)小 型化，尤其所采用的Bragg體光柵密封在兩層玻璃之間，表面不會(huì)受 環(huán)境氣份影響，并且可以擦拭，從而避免了平面(刻劃)光柵表面受 潮發(fā)霉或因 面不清潔而使其衍射效率嚴(yán)重下降的問(wèn)題，從而能延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命。
為了便于理解，以下將通過(guò)具體的實(shí)施方式和附圖對(duì)本實(shí)用新型 進(jìn)行詳細(xì)地描述。需要特別指出的是，這些描述僅僅是示例性的描述， 并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型范圍的限制。


圖1為本實(shí)用新型全息Bragg體光柵光譜儀結(jié)構(gòu)示意圖，其中，
附圖標(biāo)記與部件的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下
1，輸入光纖接頭；2，準(zhǔn)直透鏡；3，全息Bragg體光柵；4， 可旋轉(zhuǎn)底座；5輸出聚焦鏡；6，輸出端光纖接頭；7，輸出端倍角轉(zhuǎn) 動(dòng)座；8，透射光吸收管。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
采用的全息聚合物分散液晶(HPDLC)制備的高效率Bragg體光 柵，光柵整體厚度小于2mm，光柵面積為5x5mm2，光柵周期1. lnm。 光線由輸入光纖接頭(l)導(dǎo)引進(jìn)入光譜儀，經(jīng)由準(zhǔn)直透鏡(2)準(zhǔn)直， 以與光柵表面法線成一定角度入射全息Bragg體光柵(3)。若該入射 角使某一波長(zhǎng)a)滿足Bragg條件，則該波長(zhǎng)的光線將被全息Bragg 體光柵(3)最大地衍射，以與光柵法線成同樣的角度(與入射光線位 于法線同側(cè))出射。結(jié)果如圖l中光路圖所示。當(dāng)光柵面被轉(zhuǎn)動(dòng)而使 入射充改變時(shí)，相應(yīng)的最大衍射波長(zhǎng)也將隨之改變。輸出聚焦鏡(5)將衍射光收集并匯聚到輸出端光纖接頭(6)，從輸出端光纖接頭(6) 輸出。為了實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確接收衍射光，輸出聚焦鏡(5)和輸出端光纖接頭 (6)被固定在輸出端倍角轉(zhuǎn)動(dòng)座(7)上，隨之一同繞光柵轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)， 但輸出聚焦鏡(5)，輸出端光纖接頭(6),輸出端倍角轉(zhuǎn)動(dòng)座(7)三者 的轉(zhuǎn)動(dòng)角度為全息Bragg體光柵(3)光柵面轉(zhuǎn)動(dòng)角的2倍。對(duì)于不 滿足Bragg條件的光線，其主要強(qiáng)度將透射Bmgg體光柵(3)，被 透射光吸收管(8)所收集，以消除系統(tǒng)內(nèi)雜散光。
經(jīng)試驗(yàn)顯示，本實(shí)用新型對(duì)入射的He-Ne光(波長(zhǎng)632.8nm)在 15.3。時(shí)有最大衍射效率，其值為92%，衍射極大與第一零點(diǎn)的角度 差為2°，系統(tǒng)準(zhǔn)直光束直徑小于lrnm。
權(quán)利要求1、全息Bragg體光柵光譜儀，其特征在于，所述的光譜儀由輸入光纖接頭(1)，準(zhǔn)直透鏡(2)，全息Bragg體光柵(3)，可旋轉(zhuǎn)底座(4)，輸出聚焦鏡(5)，輸出端光纖接頭(6)，輸出端倍角轉(zhuǎn)動(dòng)座(7)，及透射光吸收管(8)構(gòu)成，其中，輸入光纖接頭導(dǎo)引光線進(jìn)入光譜儀，經(jīng)由準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直，所述的全息Bragg體光柵根據(jù)波長(zhǎng)入射角衍射光線，輸出聚焦鏡和輸出端光纖接頭固定在輸出端倍角轉(zhuǎn)動(dòng)座上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息Bragg體光柵光譜儀，其特征在于， 所述的輸出聚焦鏡(5)將衍射光收集并匯聚到輸出端光纖接頭(6)， 從輸出端光纖接頭(6)輸出。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息Bragg體光柵光譜儀，其特征在于， 所述的輸出聚焦鏡(5)，輸出端光纖接頭(6)，輸出端倍角轉(zhuǎn)動(dòng)座(7) 隨同繞光柵轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)角度為全息Bragg體光柵(3)光柵面轉(zhuǎn)動(dòng) 角的2倍。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息Bragg體光柵光譜儀，其特征在于， 所述的全息Bragg體光柵是全息聚合物分散液晶HPDLC制備的高效 率Bragg體光柵或熱成形玻璃全息Bragg體光柵。
5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全息Bragg體光柵光譜儀，其特征 在于，所述的全息Bragg體光柵其前后表面鍍寬帶增透膜。
6、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全息Bragg體光柵光譜儀，其特征在于，所述的全息Bragg體光柵是透射式或反射式體光柵。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息Bragg體光柵光譜儀，其特征在于， 所述的準(zhǔn)直透鏡或輸出聚焦鏡采用消象差透鏡組或凹面射鏡。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息Bragg體光柵光譜儀，其特征在于， 所述的輸入光纖接頭或輸出端光纖接頭采用小孔光闌或狹縫光闌。
專利摘要本實(shí)用新型屬電光功能材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種全息Bragg體光柵光譜儀，由輸入光纖接頭，準(zhǔn)直透鏡，全息Bragg體光柵，可旋轉(zhuǎn)底座，輸出聚焦鏡，輸出端光纖接頭，輸出端倍角轉(zhuǎn)動(dòng)座，及透射光吸收管構(gòu)成。本實(shí)用新型利用由高效率全息Bragg體光柵，取代常規(guī)平面光柵構(gòu)建光譜儀，儀器系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)小型化。本實(shí)用新型采用的Bragg體光柵密封在兩層玻璃之間，表面不會(huì)受環(huán)境氣份影響，并且可以擦拭，從而避免了平面(刻劃)光柵表面受潮發(fā)霉或因表面不清潔而使其衍射效率嚴(yán)重下降的問(wèn)題，從而延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命。
文檔編號(hào)G01J3/18GK201429468SQ200920067440
公開(kāi)日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2009年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月1日
發(fā)明者劉建華, 尹德金, 戴海濤, 蒲海輝, 高洪躍 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)