一种非对称式小型高光谱分辨率光栅单色仪的光路结构的制作方法
【专利摘要】一种非对称式小型高光谱分辨率光栅单色仪的光路结构属于光谱分析仪器【技术领域】，该结构包括：入射狭缝、准直物镜、平面光栅、会聚物镜、折转反射镜、出射狭缝和转台；入射狭缝发出的光束照射于准直物镜进行准直，光束准直之后由平面光栅色散分光，色散光束由会聚物镜会聚，经折转反射镜折转光路后聚焦于出射狭缝处，从而获得准单色光，平面光栅固定在转台上，通过转台转动光栅使不同波长的单色光在出射狭缝处输出。本发明系统结构紧凑，体积小，重量轻，加工和装校简单。会聚物镜可获得较大的焦距从而使单色仪谱线线色散率显著提高。折转反射镜将光路折叠于仪器内部有效压缩了仪器体积，可有效减小系统象散从而提高仪器出射光谱的能量集中度。
【专利说明】一种非对称式小型高光谱分辨率光栅单色仪的光路结构

【技术领域】
[0001]本发明属于光谱分析仪器【技术领域】，涉及一种非对称式小型高光谱分辨率光栅单色仪的光路结构。

【背景技术】
[0002]单色仪是一种用来获取准单色光的分光仪器，是进行光谱分析和光谱特性测量的基本测试设备，如今广泛应用于科研、生产和质控等领域。
[0003]随着现代科学技术的不断发展，小型化、轻量化、便携化和高分辨率逐渐成为了单色仪发展的主流趋势。常规的单色仪采用Czerney-Turner光路结构，此结构的光路较为对称，仪器的准直物镜和成像物的镜焦距相近甚至相等，为提高仪器谱线线色散率则需同时增大仪器准直物镜和成像物镜的焦距导致仪器体积增大，重量增大。


【发明内容】

[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种非对称式小型高光谱分辨率光栅单色仪的光路结构，该结构在有限的体积范围内，会聚物镜可获得较大的焦距从而使单色仪谱线线色散率显著提高，具有分辨率高，体积小，结构紧凑等特点。
[0005]本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:
[0006]—种非对称式小型高光谱分辨率光栅单色仪的光路结构，该结构包括:入射狭缝、准直物镜、平面光栅、会聚物镜、出射狭缝和转台，该结构还包括:折转反射镜；入射狭缝发出的光束照射于准直物镜进行准直，光束准直之后由平面光栅色散分光，色散光束由会聚物镜会聚，经折转反射镜折转光路后聚焦于出射狭缝处，从而获得准单色光，平面光栅固定在转台上，通过转台转动平面光栅使不同波长的单色光在出射狭缝处输出。
[0007]本发明的有益效果是:本发明系统结构紧凑，体积小，重量轻，加工和装校简单。在有限的体积范围内，会聚物镜可获得较大的焦距从而使单色仪谱线线色散率显著提高。折转反射镜将光路折叠于仪器内部有效压缩了仪器体积，且采用柱面反射镜作为折转反射镜时可有效减小系统象散从而提高仪器出射光谱的能量集中度。

【专利附图】

【附图说明】
[0008]图1本发明一种非对称式小型高光谱分辨率光栅单色仪的光路结构的示意图。

【具体实施方式】
[0009]下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
[0010]如图1所示，本发明一种非对称式小型高光谱分辨率光栅单色仪的光路结构，包括入射狭缝1、准直物镜2、平面光栅3、会聚物镜4、折转反射镜5、出射狭缝6和转台7 ;准直物镜2和会聚物镜4均采用凹球面反射镜，会聚物镜4焦距远大于准直物镜焦距以提高仪器谱线线色散率；平面光栅3采用反射式平面光栅；折转反射镜5用于将光路折叠于仪器内部以缩小仪器体积，即可采用平面反射镜也可采用柱面反射镜(可消除系统象散)?’转台7用于转动平面光栅3以使不同波长的单色光在出射狭缝处输出。从入射狭缝I发出的光束照射于准直物镜2，光束准直之后由平面光栅3色散分光，色散光束由会聚物镜4会聚，经折转反射镜5折转光路后聚焦于出射狭缝6处，从而获得准单色光。
[0011]实施实例1:
[0012]本发明的光路结构中，单色仪工作波段为200?850nm，物方数值孔径为0.1 ;准直物镜2和会聚物镜4均为凹球面反射镜，曲率半径分别为90mm和193mm，离轴角分别为8°和30°，焦距分别为45.2mm和80.8mm ;平面光栅3采用光栅常数为l/600mm的反射式刻划光栅；采用柱面反射镜作为折转反射镜5消除系统象散时，柱面反射镜曲率半径为294mm。
[0013]通过光学设计软件追迹，本实例构成的一种非对称式小型高光谱分辨率光栅单色仪的光路结构的理论分辨率可达lnm，光路长宽为56mmX47mm。
【权利要求】
1.一种非对称式小型高光谱分辨率光栅单色仪的光路结构，该结构包括:入射狭缝、准直物镜、平面光栅、会聚物镜、出射狭缝和转台，其特征在于，该结构还包括:折转反射镜；所述入射狭缝发出的光束照射于准直物镜进行准直，光束准直之后由平面光栅色散分光，色散光束由会聚物镜会聚，经折转反射镜折转光路后聚焦于出射狭缝处，从而获得准单色光，平面光栅固定在转台上，通过转台转动平面光栅使不同波长的单色光在出射狭缝处输出。
2.如权利要求1所述的一种非对称式小型高光谱分辨率光栅单色仪的光路结构，其特征在于，所述准直物镜和会聚物镜为凹球面反射镜；会聚物镜的焦距远大于准直物镜的焦距。
3.如权利要求1所述的一种非对称式小型高光谱分辨率光栅单色仪的光路结构，其特征在于，所述平面光栅为反射式平面光栅。
4.如权利要求1所述的一种非对称式小型高光谱分辨率光栅单色仪的光路结构，其特征在于，所述折转反射镜为柱面反射镜。
【文档编号】G01J3/12GK104483018SQ201410819995
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月25日 优先权日:2014年12月25日
【发明者】崔继承, 杨增鹏, 唐玉国, 齐向东, 朱继伟, 尹禄 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所