專利名稱：固定光柵型單色器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及適用于儀器儀表領(lǐng)域一種新型分光裝置，具體而言，涉及一種固定光柵型單色器。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外光學(xué)儀器中的單色器系統(tǒng)絕大多數(shù)使用的是旋轉(zhuǎn)光柵型或單色濾光片加單波長(zhǎng)接收器的形式；可旋轉(zhuǎn)光柵型單色器系統(tǒng)是根據(jù)波長(zhǎng)要求通過(guò)旋轉(zhuǎn)光柵角度來(lái)滿足使用要求；旋轉(zhuǎn)光柵的主要問題是光柵定位問題，由于需要頻繁旋轉(zhuǎn)光柵，每次旋轉(zhuǎn)后的位置重復(fù)性、一致性很難得到有效、可靠的保證。另外，裝配調(diào)試過(guò)程相對(duì)復(fù)雜、困難；不利于現(xiàn)場(chǎng)維修和故障排除。單色濾光片加單波長(zhǎng)接收器型單色器，是根據(jù)波長(zhǎng)要求使用對(duì)應(yīng)的濾光片和接收器，這類單色器的使用范圍相對(duì)比較狹小，可擴(kuò)展性也相對(duì)較差(特別是短波方向)；另外使用濾光片導(dǎo)致光能量的降低，濾光片的差異也會(huì)對(duì)信噪比造成相當(dāng)大的影響。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提出一種光能量強(qiáng)，分光效率高，信噪比好，儀器一致性好，可擴(kuò)展性極強(qiáng)，穩(wěn)定性好的固定光柵型單色器。
本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案是一種固定光柵型單色器，包括底板和設(shè)在該底板上的光源，凸透鏡，平面鏡，凹面鏡，凹面光柵，檢測(cè)器，所述凸透鏡、平面鏡、凹面鏡分別固定于其對(duì)應(yīng)的鏡架上，所述凸透鏡設(shè)在光源光線出口的正上方，平面鏡設(shè)在凸透鏡的上方，平面鏡的反射面與凸透鏡中心線形成的夾角為一銳角，凹面鏡設(shè)在平面鏡的反射光路上，凹面光柵設(shè)在凹面鏡的反射光路上，通過(guò)不同元素的波長(zhǎng)確定檢測(cè)器的唯一對(duì)應(yīng)位置，波長(zhǎng)與檢測(cè)器位置對(duì)應(yīng)計(jì)算依據(jù)如下式dsinθ＝mλd光柵常數(shù)；θ對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)衍射角；m光譜級(jí)數(shù)；λ元素波長(zhǎng)。
進(jìn)一步地，所述底板水平設(shè)計(jì)，光源中心線垂直于底板。
進(jìn)一步地，根據(jù)需要，所述的檢測(cè)器設(shè)有若干個(gè)，用以接收多個(gè)不同波長(zhǎng)的光。
進(jìn)一步地，其中平面鏡的反射面與凸透鏡中心線形成的夾角為45度。
本實(shí)用新型有如下優(yōu)點(diǎn)1、光能量的利用率高，避免了傳統(tǒng)儀器入縫處光能量的損失，分光效率高，效果好，信噪比好。
2、光路簡(jiǎn)單、可靠，入射光經(jīng)光柵分光并匯聚后直接由接收器接收。光柵位置固定，相比傳統(tǒng)儀器大大簡(jiǎn)化了光路，同時(shí)也使整個(gè)光路的調(diào)整過(guò)程變得簡(jiǎn)單、可靠，裝配、調(diào)試方便，降低加工和調(diào)試難度。
3、可拓展性極強(qiáng)，很容易就可以適應(yīng)不同類型波長(zhǎng)的使用要求，可利用該裝置派生出多種單一波長(zhǎng)分光系統(tǒng)，也可以用作多波長(zhǎng)同時(shí)接收的分光系統(tǒng)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
4、儀器一致性好，可維護(hù)性強(qiáng)；5、穩(wěn)定性好。
本實(shí)用新型固定光柵型單色器可以廣泛應(yīng)用于分光光度計(jì)專用型和通用性儀器中。


圖1為本實(shí)用新型固定光柵型單色器的光路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型固定光柵型單色器拓展形式的光路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型固定光柵型單色器的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，1-光源 2-凸透透 3-平面鏡 4-凹面鏡 5-凹面光柵 6-檢測(cè)器7-底板 8-單色器罩 9-光電倍增管座具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。
參見圖3，本實(shí)用新型固定光柵型單色器，包括底板7和設(shè)在該底板7上的光源1即元素?zé)?，凸透鏡2，平面鏡3，凹面鏡4，凹面光柵5，檢測(cè)器6。其中，底板7水平設(shè)置，元素?zé)?及其與之相對(duì)應(yīng)的元素?zé)舨遄?、元素?zé)魥A緊裝置位于單色器底板7的下面；元素?zé)?垂直于底板7方向裝配，正上方為凸透鏡2，凸透鏡2是通過(guò)壓圈固定在一鏡筒內(nèi)，鏡筒固定在燈架內(nèi)。平面鏡3設(shè)在凸透鏡2的上方，平面鏡3直接固定在加工成形45度的鏡架上，平面鏡3的反射面與凸透鏡2中心線形成45度的夾角，不需進(jìn)行調(diào)試，然后通過(guò)螺釘固定在燈架上即可。凹面鏡4設(shè)在平面鏡3的反射光路上，通過(guò)其相應(yīng)的鏡架固定在底板7上。凹面光柵5設(shè)在凹面鏡4的反射光路上，通過(guò)光柵轉(zhuǎn)軸與底板7固定，光柵轉(zhuǎn)軸與上支板間通過(guò)鋼珠和3個(gè)螺釘進(jìn)行水平方向的調(diào)整，使零級(jí)光譜順著入射光路對(duì)回凹面鏡4即可，然后固定。檢測(cè)器6為光電轉(zhuǎn)換器件，可通過(guò)不同元素的波長(zhǎng)確定檢測(cè)器6的唯一對(duì)應(yīng)位置，波長(zhǎng)與檢測(cè)器6位置對(duì)應(yīng)計(jì)算依據(jù)如下式dsinθ＝mλd光柵常數(shù)；θ對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)衍射角；m光譜級(jí)數(shù)；λ元素波長(zhǎng)。在本實(shí)施例中，檢測(cè)器6為光電倍增管，安裝時(shí)，光電倍增管座9通過(guò)螺釘與單色器底板7直接固定，光電倍增管插入光電倍增管座9上的管座上，并設(shè)有具屏蔽和保護(hù)作用的光電倍增管罩，光電倍增管罩通過(guò)光電倍增管壓條與單色器底板7固定；最后將單色器罩8和凹面鏡罩分別固定在單色器底板7上，對(duì)光學(xué)器件進(jìn)行保護(hù)即可。
本實(shí)用新型可拓展性極強(qiáng)，可利用該單色器派生出多種單一波長(zhǎng)分光系統(tǒng)，也可以用作多波長(zhǎng)同時(shí)接收的分光系統(tǒng)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，如可以設(shè)置若干個(gè)檢測(cè)器6接收多個(gè)不同波長(zhǎng)的光，在另一實(shí)施例中，設(shè)計(jì)4個(gè)光電倍增管接收4個(gè)不同波長(zhǎng)的光。
本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下參見圖1和圖2，光源1光線即元素?zé)艄饩€豎直向上經(jīng)凸透鏡2匯聚，凸透鏡2匯聚后的光束經(jīng)平面鏡3沿水平方向反射到凹面鏡4上，凹面鏡4將平面鏡4反射的光束反射到凹面光柵5上，入射光束經(jīng)凹面光柵5色散后由檢測(cè)器6即光電倍增管在分光后的譜線面上不同角度位置進(jìn)行接收。
權(quán)利要求1.一種固定光柵型單色器，包括底板和設(shè)在該底板上的光源，凹面鏡，凹面光柵，檢測(cè)器，其特征在于它還包括凸透鏡和平面鏡，所述凸透鏡、平面鏡、凹面鏡分別固定于其對(duì)應(yīng)的鏡架上，所述凸透鏡設(shè)在光源光線出口的正上方，平面鏡設(shè)在凸透鏡的上方，平面鏡的反射面與凸透鏡中心線形成的夾角為一銳角，凹面鏡設(shè)在平面鏡的反射光路上，凹面光柵設(shè)在凹面鏡的反射光路上，通過(guò)不同元素的波長(zhǎng)確定檢測(cè)器的唯一對(duì)應(yīng)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定光柵型單色器，其特征在于所述底板水平設(shè)計(jì)，光源中心線垂直于底板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定光柵型單色器，其特征在于所述的檢測(cè)器設(shè)有若干個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的固定光柵型單色器，其特征在于其中平面鏡的反射面與凸透鏡中心線形成的夾角為45度。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種固定光柵型單色器，包括底板和設(shè)在該底板上的光源，凹面鏡，凹面光柵，檢測(cè)器，其特征是，它還包括凸透鏡和平面鏡，凸透鏡、平面鏡、凹面鏡分別固定于其對(duì)應(yīng)的鏡架上凸透鏡設(shè)在光源光線出口的正上方，平面鏡設(shè)在凸透鏡的上方，平面鏡的反射面與凸透鏡中心線形成的夾角為一銳角，凹面鏡設(shè)在平面鏡的反射光路上，凹面光柵設(shè)在凹面鏡的反射光路上，通過(guò)不同元素的波長(zhǎng)確定檢測(cè)器的唯一對(duì)應(yīng)位置。本實(shí)用新型光能量利用率高，分光效率高，信噪比好，儀器一致性好，可擴(kuò)展性極強(qiáng)，穩(wěn)定性好，可廣泛應(yīng)用于分光光度計(jì)專用型和通用性儀器中。
文檔編號(hào)G02B27/10GK2821605SQ200520118470
公開日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2005年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月9日
發(fā)明者宋雅東, 顏橙, 左向東, 劉振江, 孫宏偉 申請(qǐng)人:北京普析通用儀器有限責(zé)任公司