專利名稱：一種新型光譜快速分析裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及在寬波段光譜中快速獲得光譜信息分布的方法及裝置。
已有技術(shù)由平場光譜系統(tǒng)、線陣CCD系統(tǒng)組成。由于CCD器件只能接收可見區(qū)和近紅外光譜，而CCD器件在紫外或中遠(yuǎn)紅外譜段難以制作，則這種結(jié)構(gòu)難以在寬譜波段實現(xiàn)光譜采集。另一種結(jié)構(gòu)是采用單個象元的接收器件和旋轉(zhuǎn)光柵掃描運動來完成所有波段的光譜輸出。但光柵轉(zhuǎn)動一周時只有三分之一或更少時間有光譜輸出，其余時間沒有光譜輸出，這種結(jié)構(gòu)在出縫處很難實現(xiàn)單色光譜高速輸出。第三種結(jié)構(gòu)是在單色器中采用階梯濾光片組成的掃描系統(tǒng)，它可以達(dá)到高速采集的目的，但紅外階梯濾光片造價昂貴、膜層易老化和脫落，難以在惡劣環(huán)境中長期連續(xù)工作。
本發(fā)明的目的在于用兩個平場譜面光路對接的方法和裝置來高速采集光譜信息，解決已有技術(shù)中線陣CCD掃描系統(tǒng)不能接收紫外或中遠(yuǎn)紅外譜段的信息問題；解決單個象元接收器系統(tǒng)不能高速輸出光譜信息的問題。
本發(fā)明的方法采用結(jié)構(gòu)參數(shù)相同的兩個平場譜光路鏡向?qū)?，使中間狹縫處于兩個平場譜面光路的中間平譜面上并連續(xù)循環(huán)運動，得到對寬波段光譜信息的高速采集。
本發(fā)明的裝置由入射狹縫1、平場譜面光路2和4、中間狹縫3、出射狹縫5運動機(jī)構(gòu)6組成，本發(fā)明的特點在入射光的軸線上安置入射狹縫1和前置平場譜面光路2，在前置平場譜面光路2的平場譜面A上安置中間狹縫3，中間狹縫3的光譜經(jīng)后置平場譜面光路4在出射狹縫5處得到單色光譜，后置平場譜面光路4與前置平場譜面光路2鏡向放置且兩者的譜面重合放置，圓盤7或環(huán)帶體8與運動機(jī)構(gòu)6聯(lián)接。在圓盤7或環(huán)帶體8上均勻制備多個中間狹縫。
當(dāng)入射光束進(jìn)入入射狹縫1時，經(jīng)前置平場譜面光路2在A處得到平場譜面A，在平場譜面上的中間狹縫3在運動機(jī)構(gòu)6的帶動下循環(huán)運動，通過中間狹縫3的光譜進(jìn)入后置平場譜面光路4，由于前后兩平場譜面光路譜面重合，根據(jù)光線可逆和光柵方程在出射狹縫5處得到相應(yīng)的單色光譜，隨著中間狹縫3的高速運動對平場譜面A進(jìn)行掃描，則在出射狹縫5處就可高速、分時獲得平場譜面A上相應(yīng)的單色光譜。若適當(dāng)調(diào)整平場譜面光路2和4的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，就可獲得高速、分時、寬波段的光譜信息。
本發(fā)明的積極效果采用運動中間狹縫和采用兩個結(jié)構(gòu)相同且鏡向?qū)觾蓚€平場譜面光路的方法及裝置可以使單色器輸出寬譜波段的光譜信息，同時使用常規(guī)光柵和單個接收器就可以使單色器分吋，高速輸出光譜信息，從而達(dá)到在寬波段進(jìn)行光譜信息高速采集的目的。本發(fā)明還特別適用于高技術(shù)領(lǐng)域?qū)︼w行器目標(biāo)紅外光譜測量，因為飛行目標(biāo)的測量需要快速采集光譜的光譜儀器。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明中間狹縫在平場譜面A中的示意圖。
圖3和圖4是本發(fā)明中間狹縫的結(jié)構(gòu)和實施例示意圖。
本發(fā)明的最佳實施例如圖1、圖2、圖3、圖4所示入射狹縫1和出射狹縫5采用直狹縫，運動機(jī)構(gòu)6可選用電機(jī)，平場譜面光路2和4可采用(1)采用一塊平面光柵和兩塊凹球面反射鏡構(gòu)成。
(2)采用一塊全息平場凹面光柵構(gòu)成。
(3)采用一塊全息平場凹面光柵和一塊平面反射鏡構(gòu)成。
中間狹縫3可采用以下兩種方式(1)如圖3所示在一圓盤7上均勻制作多個直狹縫或曲形狹縫，圓盤上的狹縫在運動機(jī)構(gòu)6即電機(jī)帶動下，繞圓盤7中心在中間平場譜面A處高速循環(huán)運動。
(2)如圖4所示在一封閉環(huán)帶體8上均勻分布多個直狹縫或曲形狹縫，運動機(jī)構(gòu)6帶動環(huán)帶體8循環(huán)運動，則其封閉環(huán)帶上的狹縫可高速在中間平場譜面上循環(huán)運動。當(dāng)采用環(huán)帶體8制備的中間狹縫3時，環(huán)帶體8置于平場譜面光路2或4的光路外面，同時使中間狹縫3處在平場譜面A上。
權(quán)利要求1.一種新型光譜快速分析裝置，它包括入射狹縫1、平場譜面光路2、出射狹縫5，其特征于在入射光的軸線上安置入射狹縫1和前置平場譜面光路2，在前置平場譜面A上安置中間狹縫3，中間狹縫3的光譜經(jīng)后置平場譜面光路4在出射狹縫5處得到單色光譜，后置平場譜面光路4與前置平場譜面光路2鏡向放置且兩者的譜面重合放置，圓盤7或環(huán)帶體8與運動機(jī)構(gòu)6聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型光譜快速分析裝置，其特征在于；在圓盤7或環(huán)帶體8上均勻制備多個中間狹縫3。
專利摘要本實用新型屬于光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,涉及在寬波段光譜中快速獲得光譜信息分布的裝置。解決CCD器件帶來的不能測量紫外或中遠(yuǎn)紅外譜段的問題。解決用光柵掃描不能高速采集光譜信息的問題。本實用新型由狹縫1和5、平場譜面光路2和4、中間狹縫3和運動機(jī)構(gòu)6組成,入射光的軸線上安置入射狹縫1和前置平場譜面光路2。用本實用新型的裝置可以使單色器輸出寬波段的光譜信號,同時使用常規(guī)光柵和單個接收器就可以使單色器分時,高速輸出光譜信息,本實用新型還適用于高技術(shù)領(lǐng)域中對飛行目標(biāo)進(jìn)行紅外光譜測量且是一種快速采集光譜的光譜儀器。
文檔編號G01J3/00GK2290041SQ9720172
公開日1998年9月2日 申請日期1997年3月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月14日
發(fā)明者盧啟鵬 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械研究所