本發(fā)明屬于光譜測試領(lǐng)域，具體是一種基于單級Lyot型濾光片的波長標(biāo)定器件。

背景技術(shù)：

在磁約束聚變研究中，雜質(zhì)輻射光譜攜帶了豐富且重要的等離子體信息，應(yīng)用分光光譜儀進(jìn)行等離子體參數(shù)的診斷由來已久，典型的應(yīng)用為從譜線展寬中解讀出離子溫度的高低，從譜線的頻移中解讀出旋轉(zhuǎn)速度的大小。此類診斷用光譜儀在設(shè)計制造時，為了滿足實(shí)驗(yàn)需求，往往采用極高的線色散率，探測器覆蓋波段范圍極為狹小。為了獲得高精度的離子溫度與旋轉(zhuǎn)速度信息，精確的波長標(biāo)定必不可少?，F(xiàn)實(shí)的困難是，廣泛用于波長標(biāo)定的元素?zé)?，低壓氣體放電燈在譜儀工作范圍內(nèi)，僅有1條甚至沒有對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)燈譜線，無法應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)線對比擬合的方式獲得譜儀的色散曲線，若通過設(shè)計參數(shù)推算譜線波長，會引入較大的系統(tǒng)誤差，并不能滿足實(shí)驗(yàn)需求。尋求寬光譜，穩(wěn)定，高精度的可見光標(biāo)定光源是分光光譜儀應(yīng)用的基礎(chǔ)需求。

Lyot型濾光片是法國物理學(xué)家Lyot為了天文研究的需要而發(fā)明的雙折射濾光片，具有大視場角，窄帶通等優(yōu)良的性能，是一種應(yīng)用廣泛的濾光片類型。Lyot型濾光片利用晶體的雙折射效應(yīng)和偏光干涉原理設(shè)計而成，結(jié)構(gòu)極其簡潔，由兩塊偏振方向平行的偏振片中間插入一塊光軸偏置為45°的雙折射晶體構(gòu)成，入射光在進(jìn)入石英晶體后，由于晶體的雙折射效應(yīng)，尋常光與非常光之間的相位延遲量是不同的，記為Δδ=2π(ne-no)d/λ，d為石英晶體的厚度。濾光片的透射比與該相位延遲量有關(guān)，為T=cos^2(Δδ/2)。不難看出，該透過率是隨入射波長震蕩變化的，極大值僅與晶片的折射率差和厚度大小有關(guān)。厚度越大，透過率極大或極小的波長差就越小，譜線分辨率就越高。

本發(fā)明借鑒了連續(xù)光譜通過Lyot型濾光片的透過率特點(diǎn)，利用透過光譜震蕩變化的特點(diǎn)，設(shè)計了一款寬光譜，穩(wěn)定、高精度的基于單級loyt型濾光片的波長標(biāo)定器件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種寬光譜，高精度的新型波長標(biāo)定器件，用以解決大線色散率，窄波段光譜儀的波長標(biāo)定缺乏標(biāo)準(zhǔn)譜線的困難，配和標(biāo)準(zhǔn)燈使用，效果更佳。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種基于單級Lyot型濾光片的波長標(biāo)定器件，包括有光源、擴(kuò)散鏡頭、單級Lyot型濾光片、耦合鏡頭四部分組成，其特征在于：所述的光源為連續(xù)譜光源，所述的單級Lyot型濾光片由偏振片一、厚度可變的雙折射晶體、偏振片二依次排列組合而成；偏振片一和偏振片二的偏振方向相互平行，所述的厚度可變的雙折射晶體光軸方向垂直于光的傳播方向并與偏振片一和偏振片二的偏振方向成45°夾角；所述的連續(xù)光譜光源產(chǎn)生連續(xù)譜，經(jīng)過單級Lyot型濾光片后，形成強(qiáng)弱相間的峰值間距可變的類梳狀光譜線，由耦合鏡頭聚焦至集束光纖，供光譜儀波長標(biāo)定使用。

所述單級Lyot型濾光片安置于恒溫腔內(nèi)，可保持光譜特性的穩(wěn)定性。

所述的厚度可變的雙折射晶體可通過使用多個不同厚度的雙折射晶體疊加實(shí)現(xiàn)，多片雙折射晶體疊加時光軸方向嚴(yán)格一致，通過多片雙折射晶體的疊加實(shí)現(xiàn)厚度的調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)類梳狀光譜線峰值間距的調(diào)整，疊加得到的雙折射晶體整體厚度越大，峰值間距越小，器件精度越高。

所述雙折射晶體為可產(chǎn)生雙折射效果的石英等晶體材料。

所述偏振片為可產(chǎn)生偏振光的晶體、金屬線柵偏振片，二向色薄膜偏振片等。

所述光源為可產(chǎn)生連續(xù)譜的LED燈，鹵素?zé)舻裙鈱W(xué)光源。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)；

本發(fā)明配合連續(xù)譜光源以及單級Lyot型濾光片的使用獲得了寬光譜的類梳狀連續(xù)光譜，可以彌補(bǔ)常用的波長標(biāo)定元素?zé)糇V線稀疏的不足，通過精心選擇雙折射晶體的材料和厚度，可使得輸出光譜的峰值間隔滿足高分辨率，窄波段譜儀的校準(zhǔn)需求。同時，所述的單級Lyot型濾光片類光梳光譜發(fā)生器封裝于恒溫腔內(nèi)，能夠保持輸出光譜的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1、光源；2、擴(kuò)散鏡頭；3、偏振片一；4、雙折射晶體；5、偏振片二；6、耦合鏡頭 ；7、集束光纖； 8、恒溫腔。

具體實(shí)施方式

參見圖1所示，一種基于單級Lyot型濾光片的波長標(biāo)定器件，包括有光源1、擴(kuò)散鏡頭2、單級Lyot型濾光片、耦合鏡頭6四部分組成，其特征在于：所述的光源1為連續(xù)譜光源，所述的單級Lyot型濾光片由偏振片一3、厚度可變的雙折射晶體4、偏振片二5依次排列組合而成；偏振片一3和偏振片二5的偏振方向相互平行，所述的厚度可變的雙折射晶體4光軸方向垂直于光的傳播方向并與其偏振片一3和偏振片二5的偏振方向成45°夾角；所述的連續(xù)光譜光源1產(chǎn)生連續(xù)譜，該連續(xù)譜經(jīng)過擴(kuò)散鏡頭2后，形成亮度均勻的寬光譜，該寬光譜經(jīng)過偏振片一3后形成線偏振光，線偏振光通過雙折射晶體4后再經(jīng)過偏振片二5之后，形成類梳狀的連續(xù)光譜。該光譜經(jīng)后置的耦合鏡頭6聚焦至集束光纖7，供光譜儀使用，通過雙折射晶體4后的連續(xù)譜中的o光和e光之間產(chǎn)生相位差Δδ=2π(ne-no)d/λ，d為雙折射晶體的厚度，連續(xù)譜線的透射率與該相位延遲量相關(guān)，為T=cos^2(Δδ/2)，、通過調(diào)整雙折射晶體的厚度d，可實(shí)現(xiàn)類梳狀光譜線峰值間距的調(diào)整，改變器件的精度。

所述單級Lyot型濾光片安置于恒溫腔內(nèi)，可保持光譜特性的穩(wěn)定性。

所述的厚度可變的雙折射晶體可通過使用多個不同厚度的雙折射晶體疊加實(shí)現(xiàn)，多個不同厚度的雙折射晶體疊加時光軸方向嚴(yán)格一致，通過多個不同厚度的雙折射晶體疊加實(shí)現(xiàn)該器件雙折射晶體厚度的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)類梳狀光譜線峰值間距的調(diào)整，改變器件的精度，當(dāng)疊加得到的雙折射晶體整體厚度越大，峰值間距越小，器件精度越高。

所述雙折射晶體4為可產(chǎn)生雙折射效果的石英等晶體材料。

所述偏振片一3和偏振片二5為可產(chǎn)生偏振光的晶體、金屬線柵偏振片，二向色薄膜偏振片。

所述光源1為可產(chǎn)生連續(xù)譜的LED燈，鹵素?zé)舻裙鈱W(xué)光源。

本發(fā)明在使用的時候，調(diào)整好雙折射晶體厚度，然后設(shè)計恒溫腔的溫度，待溫度達(dá)到設(shè)計的恒定值后，在開啟光源1，進(jìn)行使用。