專利名稱：一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分光譜儀領(lǐng)域，具體為一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀。
背景技術(shù)：
光譜分析是物理、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域普遍使用的元素分析手段。各種結(jié)構(gòu)的物質(zhì)都具有自己的特征光譜，光譜分析法是利用特征光譜研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或測定其化學(xué)成分。一般情況下研究對象含有多種特征譜線，很多科學(xué)實(shí)驗(yàn)需要通過研究其快速變化的過程，了解物理或化學(xué)過程的內(nèi)在機(jī)制。比如等離子體中的雜質(zhì)輻射、中子輻射、X射線等。因此，進(jìn)行兆赫茲以上的特征譜線強(qiáng)度分析，在科學(xué)研究中具有重要意義。目前，多波段兆赫茲以上的特征譜線強(qiáng)度分析主要靠二維多色儀、filterscope手 段。二維多色儀主要有光柵多色儀和光纖光譜儀等。其優(yōu)點(diǎn)在于有較高的空間分辨率(O. Olnm),缺點(diǎn)在于可使用波長范圍短(一般只有幾十-幾百nm)、時間響應(yīng)率低(響應(yīng)速度〈10kHz)、價格昂貴等。Filterscope主要通過光纖束收集入射光,在filterscope入口處將光束分開配置到不同通道，每個通道使用特征譜線通過的濾光片。優(yōu)點(diǎn)是波長可選擇范圍寬，譜信號響應(yīng)速度高；缺點(diǎn)是光纖被分割后單個通道獲得信號小，同時限制其進(jìn)一步提高米樣速度。綜上所述，目前對于多特征譜線的同時快速分析，在空間測量范圍和測量頻率上難以兼顧。尋找一種高信噪比、高采樣頻率、寬范圍的多譜同時測量儀器，對于物理、化學(xué)、生物領(lǐng)域中快過程的研究具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，以實(shí)現(xiàn)光信號中多譜線的高頻同時采樣。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為
一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，包括有密閉殼體，其特征在于殼體一側(cè)側(cè)壁從下至上依次設(shè)有一個光出射裝置、多個光接收裝置，殼體另一側(cè)側(cè)壁從下至上依次設(shè)有多個光接收裝置，所述光出射裝置由耦合入射光的光纖、依次置于光纖出光口的聚焦透鏡、第一級中繼透鏡構(gòu)成，光出射裝置中光纖出光口位于聚焦透鏡焦點(diǎn)上，由聚焦透鏡將光纖出射光變成平行光出射至第一級中繼透鏡；所述光接收裝置由光電探測器、依次置于光電探測器入光口的帶通濾光片、中繼透鏡，置于帶通濾光片與光電探測器之間將入射光會聚至光電探測器的聚焦透鏡構(gòu)成，光接收裝置中帶通濾光片除帶通區(qū)域外其他區(qū)域采用高反射膜，帶通濾光片的帶通區(qū)域置于光電探測器響應(yīng)區(qū)間內(nèi)。所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于一個光接收裝置構(gòu)成一級通道，通道波段由光接收裝置中帶通濾光片的帶通區(qū)決定，通道波長由光接收裝置中光電探測器響應(yīng)區(qū)間決定。
所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于不同通道帶通區(qū)間不同。所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于各個光接收裝置中的光電探測器可為不同類型的光電探測器。所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于帶通濾光片一面表面鍍高反射膜，最大程度反射帶通區(qū)域以外信號；另一面鍍增透膜，對帶通區(qū)域信號增加透射性。所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于每個光接收裝置中，帶通濾波片緊貼中繼透鏡，濾光片鍍增透膜面朝向中繼透鏡設(shè)置。所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于與光纖耦合的入射通道首先使用聚焦透鏡將光纖光變?yōu)槠叫泄狻?所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于后續(xù)中繼透鏡保證信號在整個來回反射過程以近似平行光傳輸。本發(fā)明中，光信號中不同波段依次從不同的通道分出，能夠?qū)崿F(xiàn)光信號中多譜線高頻同時采樣的功能，具有信噪比高、采樣頻率高、采樣范圍寬的優(yōu)點(diǎn)。


圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所不。一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀,包括有密閉殼體,殼體一側(cè)側(cè)壁從下至上依次設(shè)有一個光出射裝置、多個光接收裝置，殼體另一側(cè)側(cè)壁從下至上依次設(shè)有多個光接收裝置，光出射裝置由耦合入射光的光纖、依次置于光纖出光口的聚焦透鏡、第一級中繼透鏡構(gòu)成，光出射裝置中光纖出光口位于聚焦透鏡焦點(diǎn)上，由聚焦透鏡將光纖出射光變成平行光出射至第一級中繼透鏡；光接收裝置由光電探測器、依次置于光電探測器入光口的帶通濾光片、中繼透鏡，置于帶通濾光片與光電探測器之間將入射光會聚至光電探測器的聚焦透鏡構(gòu)成，光接收裝置中帶通濾光片除帶通區(qū)域外其他區(qū)域采用高反射膜，帶通濾光片的帶通區(qū)域置于光電探測器響應(yīng)區(qū)間內(nèi)。一個光接收裝置構(gòu)成一級通道，通道波段由光接收裝置中帶通濾光片的帶通區(qū)決定，通道波長由光接收裝置中光電探測器響應(yīng)區(qū)間決定。各個光接收裝置中的光電探測器可為不相同類型的光電探測器。帶通濾光片一面鍍高反膜，一面鍍增透膜。每個光接收裝置中，帶通濾波片緊貼中繼透鏡，增透膜面朝向中繼透鏡設(shè)置。與光纖耦合的入射通道首先使用聚焦透鏡將光纖光變?yōu)槠叫泄?。后續(xù)中繼透鏡保證信號在整個來回反射過程以近似平行光傳輸
本發(fā)明中，光出射裝置的出射光被殼體兩側(cè)側(cè)壁上光接收裝置從上至下依次交叉接收并反射，即光出射裝置中光纖出射光依次經(jīng)過聚焦透鏡、中繼透鏡后出射至對側(cè)側(cè)壁最下方的光接收裝置，對側(cè)側(cè)壁最下方的光接收裝置中帶通濾光片將光接收裝置內(nèi)濾光片透過的入射光部分透射，其它部分反射，透射光經(jīng)過光接收裝置內(nèi)聚焦透鏡后入射至光電探測器，反射光被反射至光出射裝置上方相鄰的光接收裝置中，依此形式，光出射裝置的出射光被殼體兩側(cè)側(cè)壁上光接收裝置從上至下依次交叉 接收并反射。
權(quán)利要求
1.一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀,包括有密閉殼體,其特征在于殼體一側(cè)側(cè)壁從下至上依次設(shè)有一個光出射裝置、多個光接收裝置，殼體另一側(cè)側(cè)壁從下至上依次設(shè)有多個光接收裝置，所述光出射裝置由耦合入射光的光纖、依次置于光纖出光口的聚焦透鏡、第一級中繼透鏡構(gòu)成，光出射裝置中光纖出光口位于聚焦透鏡焦點(diǎn)上，由聚焦透鏡將光纖出射光變成平行光出射至第一級中繼透鏡；所述光接收裝置由光電探測器、依次置于光電探測器入光口的帶通濾光片、中繼透鏡，置于帶通濾光片與光電探測器之間將入射光會聚至光電探測器的聚焦透鏡構(gòu)成，光接收裝置中帶通濾光片除帶通區(qū)域外其他區(qū)域采用高反射膜，帶通濾光片的帶通區(qū)域置于光電探測器響應(yīng)區(qū)間內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于一個光接收裝置構(gòu)成一級通道，通道波段由光接收裝置中帶通濾光片的帶通區(qū)決定，通道波長與光接收裝置中光電探測器響應(yīng)區(qū)間一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于不同通道帶通區(qū)間不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于各個光接收裝置中的光電探測器可為不相同類型的光電探測器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于帶通濾光片一面表面鍍高反射膜，最大程度反射帶通區(qū)域以外信號；另一面鍍增透膜，對帶通區(qū)域信號增加透射性。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于每個光接收裝置中，帶通濾波片緊貼中繼透鏡，濾光片鍍增透膜面朝向中繼透鏡設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于與光纖耦合的入射通道首先使用聚焦透鏡將光纖光變?yōu)槠叫泄狻?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于后續(xù)中繼透鏡保證信號在整個來回反射過程以近似平行光傳輸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，包括有密閉殼體，殼體一側(cè)側(cè)壁從下至上依次設(shè)有一個光出射裝置、多個光接收裝置，殼體另一側(cè)側(cè)壁從下至上依次設(shè)有多個光接收裝置，每個通道設(shè)計相應(yīng)濾光片和中繼透鏡。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)光信號中多譜線高頻同時采樣的功能，具有信噪比高、采樣頻率高、采樣范圍寬的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01J3/28GK102954940SQ20121040891
公開日2013年3月6日 申請日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者臧慶, 陳慧, 趙君煜 申請人:中國科學(xué)院等離子體物理研究所