專(zhuān)利名稱：一種固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,涉及ー種固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
光纖光譜儀是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和成分進(jìn)行分析處理的光譜分析儀器。Czerny-Turner型構(gòu)型是常用的光纖光譜儀的光學(xué)系統(tǒng)形式，采用平面光柵結(jié)構(gòu)，用兩塊凹面反射鏡分別做為準(zhǔn)直物鏡和成像物鏡，對(duì)整個(gè)光譜進(jìn)行掃描。為獲取準(zhǔn)確的光譜數(shù)據(jù)，光譜儀需要具有穩(wěn)定可靠的結(jié)構(gòu)。光譜儀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求為、a.結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)各元件應(yīng)具有足夠的空間以易于裝配、調(diào)節(jié)和維修。b.根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的加工公差和裝調(diào)エ差進(jìn)行結(jié)構(gòu)件的加工精度分析，在加工精度實(shí)現(xiàn)困難的情況下設(shè)置必要的裝配調(diào)整環(huán)節(jié)。c.保持光學(xué)件的相互位置關(guān)系穩(wěn)定。d.能經(jīng)受振動(dòng)、沖擊、熱真空和熱循環(huán)等環(huán)境試驗(yàn)考核。e.適應(yīng)一定的工作溫度范圍。目前在已有的光纖光譜儀結(jié)構(gòu)中，光學(xué)件和結(jié)構(gòu)件間調(diào)整好位置后多采用直接粘接的方式，在需要通過(guò)力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)考核的情況下，這種結(jié)構(gòu)形式不宜采用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供ー種固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀，其該光纖光譜儀結(jié)構(gòu)緊湊、無(wú)活動(dòng)機(jī)構(gòu)、裝調(diào)簡(jiǎn)單、使用方便、性能穩(wěn)定、可以同時(shí)對(duì)整個(gè)光譜進(jìn)行快速掃描，且能經(jīng)受振動(dòng)、沖擊、熱真空和熱循環(huán)等環(huán)境試驗(yàn)考核。本發(fā)明的上述目的是通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的—種固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀,包括盒體、光纖接ロ、反射鏡組件、準(zhǔn)直鏡組件、光柵組件、聚焦鏡組件、探測(cè)器、電路板、半導(dǎo)體制冷器和散熱結(jié)構(gòu)，其中盒體為支撐結(jié)構(gòu)件，光纖接ロ、反射鏡組件、準(zhǔn)直鏡組件、光柵組件、聚焦鏡組件和探測(cè)器分別安裝于盒體上，反射鏡組件安裝面和光柵組件安裝面共用I個(gè)表面，光纖安裝在光纖接ロ上，光纖的輸出光經(jīng)由光纖接ロ進(jìn)入光譜儀，經(jīng)過(guò)反射鏡、準(zhǔn)直鏡、光柵、聚焦鏡，最后聚焦在探測(cè)器上，電路板與探測(cè)器連接，并固定在盒體上，探測(cè)器背面安裝半導(dǎo)體制冷器和散熱結(jié)構(gòu)，探測(cè)器背面和半導(dǎo)體制冷器冷端貼合，半導(dǎo)體制冷器熱端和散熱結(jié)構(gòu)貼合，三者接觸面涂敷導(dǎo)熱材料，散熱結(jié)構(gòu)將探測(cè)器和半導(dǎo)體制冷器工作時(shí)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出去，實(shí)現(xiàn)探測(cè)器焦面所需要的低溫工作溫度。在上述固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀中，光纖光出射面的位置可通過(guò)光纖接口和盒體間的調(diào)整墊片進(jìn)行前后調(diào)節(jié)；探測(cè)器通過(guò)調(diào)焦墊片直接固定在盒體上，調(diào)焦墊片厚度通過(guò)最終確定的焦面位置確定。在上述固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀中，反射鏡組件由反射鏡托框、反射鏡、反射鏡壓圈和支架組成，反射鏡安裝在反射鏡托框里，用反射鏡壓圈固定，反射鏡托框安裝在支架上，反射鏡組件通過(guò)支架安裝到盒體上，支架和盒體通過(guò)軸孔定位，支架可繞反射鏡組件安裝軸轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整反射鏡的角度位置，且反射鏡組件安裝軸軸線通過(guò)反射鏡反射面。在上述固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀中，準(zhǔn)直鏡組件由準(zhǔn)直鏡托框、準(zhǔn)直鏡和準(zhǔn)直鏡壓圈組成，準(zhǔn)直鏡安裝在準(zhǔn)直鏡托框里，用準(zhǔn)直鏡壓圈固定，準(zhǔn)直鏡托框通過(guò)三個(gè)安裝點(diǎn)安裝到盒體外側(cè)面上，準(zhǔn)直鏡托框外圓和盒體上準(zhǔn)直鏡組件安裝孔間留有間隙，間隙為O. 5mm 1_，準(zhǔn)直鏡組件的位置可以在間隙內(nèi)調(diào)整。在上述固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀中，準(zhǔn)直鏡為離軸反射鏡，裝框時(shí)通過(guò)使鏡面最高點(diǎn)和托框上的安裝刻線對(duì)齊來(lái)保證準(zhǔn)直鏡對(duì)稱面和準(zhǔn)直鏡托框過(guò)安裝孔中心的對(duì)稱面對(duì)齊，安裝誤差為±lmm。在上述固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀中，準(zhǔn)直鏡托框上的安裝孔為腰形孔，可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)準(zhǔn)直鏡組件調(diào)整準(zhǔn)直鏡對(duì)稱面位置。在上述固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀中，光柵組件由光柵托框、光柵、光柵壓圈、光柵托框壓圈和底座組成，為兩層結(jié)構(gòu)，光柵安裝在光柵托框內(nèi)，用光柵壓圈固定，光柵托框安裝在底座上，光柵托框在底座內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整光柵刻線方向，調(diào)整完成后擰緊光柵托框壓圈固定光柵托框，底座和盒體通過(guò)軸孔定位，底座可繞光柵組件安裝軸轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整光柵的角度位置，所述光柵組件安裝軸軸線通過(guò)光柵反射面。在上述固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀中，聚焦鏡組件由聚焦鏡托框、聚焦鏡和聚焦鏡壓圈組成，聚焦鏡安裝在聚焦鏡托框內(nèi)，用聚焦鏡壓圈固定，聚焦鏡托框通過(guò)三個(gè)安裝點(diǎn)安裝到盒體外側(cè)面上，聚焦鏡托框外圓和盒體上聚焦鏡組件安裝孔間留有間隙，間隙為O. 5mm 1_，聚焦鏡組件的位置可以在間隙內(nèi)調(diào)整。 在上述固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀中，聚焦鏡為離軸反射鏡，裝框時(shí)通過(guò)使鏡面最高點(diǎn)和托框上的安裝刻線對(duì)齊來(lái)保證聚焦鏡對(duì)稱面和聚焦鏡托框過(guò)安裝孔中心的對(duì)稱面對(duì)齊，安裝誤差為±lmm。在上述固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀中，聚焦鏡托框上的安裝孔為腰形孔，可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)聚焦鏡組件調(diào)整聚焦鏡對(duì)稱面位置。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果(I)本發(fā)明光纖光譜儀為對(duì)稱式Czerny-Turner型構(gòu)型,采用固定平面光柵結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、無(wú)活動(dòng)機(jī)構(gòu)、裝調(diào)簡(jiǎn)單、使用方便、可以同時(shí)對(duì)整個(gè)光譜進(jìn)行快速掃描；(2)本發(fā)明光纖光譜儀中的盒體是光譜儀中主要的支撐結(jié)構(gòu)件，具有較高的剛度以保證其機(jī)械穩(wěn)定性，盒體上的光纖接ロ安裝孔和安裝面、反射鏡組件安裝孔和安裝面、準(zhǔn)直鏡組件安裝孔和安裝面、光柵組件安裝孔和安裝面、聚焦鏡組件安裝孔和安裝面、探測(cè)器安裝面分別提供光纖接ロ、準(zhǔn)直鏡組件、光柵組件、聚焦鏡組件、探測(cè)器的安裝基準(zhǔn)，且反射鏡組件安裝面和光柵組件安裝面共用I個(gè)表面，通過(guò)加工公差保證各元件安裝面和安裝孔間嚴(yán)格的位置和角度關(guān)系，減少調(diào)整環(huán)節(jié)，使得整個(gè)光纖光譜儀具有較高的剛度和強(qiáng)度；(3)本發(fā)明光纖光譜儀中的探測(cè)器背面安裝半導(dǎo)體制冷器和散熱結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)探測(cè)器焦面的制冷減小探測(cè)器工作時(shí)的熱噪聲，散熱結(jié)構(gòu)則將探測(cè)器和半導(dǎo)體制冷器工作時(shí)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出去，増加了光纖光譜儀的可靠性；(4)本發(fā)明對(duì)光纖光譜儀中的準(zhǔn)直鏡組件、光柵組件、聚焦鏡組件和反射鏡組件的結(jié)構(gòu)和在盒體上的安裝進(jìn)行了巧妙的設(shè)計(jì)，使得整體結(jié)構(gòu)更加緊湊、調(diào)試更加方便，大大提高了可靠性；(5)整機(jī)地面試驗(yàn)和環(huán)境試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明，本發(fā)明光纖光譜儀性能經(jīng)受振動(dòng)、沖擊、熱真空和熱循環(huán)等環(huán)境試驗(yàn)考核，性能穩(wěn)定可靠，很好地滿足了設(shè)計(jì)要求；(6)本發(fā)明中光纖光譜儀結(jié)構(gòu)適用于固定光柵的對(duì)稱式Czerny-Turner型光纖光譜儀，對(duì)于固定光柵的非對(duì)稱式Czerny-Turner型光纖光譜儀·結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也有一定的參考價(jià)值。


圖I為本發(fā)明光學(xué)系統(tǒng)示意圖；圖2為本發(fā)明光纖光譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明光纖光譜儀的結(jié)構(gòu)剖面圖；圖4為本發(fā)明光纖光譜儀中盒體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明光纖光譜儀中反射鏡組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明光纖光譜儀中準(zhǔn)直鏡組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明光纖光譜儀中光柵組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明光纖光譜儀中聚焦境組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明光纖光譜儀中探測(cè)器、電路板、半導(dǎo)體制冷器和散熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的描述如圖2所示為本發(fā)明光纖光譜儀結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可知光譜儀包括盒體I、光纖接ロ 2、反射鏡組件3、準(zhǔn)直鏡組件4、光柵組件5、聚焦鏡組件6、探測(cè)器7、電路板8、半導(dǎo)體制冷器9和散熱結(jié)構(gòu)10。光纖接ロ 2、反射鏡組件3、準(zhǔn)直鏡組件4、光柵組件5、聚焦鏡組件6、探測(cè)器7分別安裝于盒體I上。如圖3所示為本發(fā)明光纖光譜儀的結(jié)構(gòu)剖面圖。如圖I為本發(fā)明光學(xué)系統(tǒng)示意圖，由圖可知光纖的輸出光由光纖端ロ進(jìn)入光譜儀，經(jīng)反射鏡302反射到準(zhǔn)直鏡402上，經(jīng)準(zhǔn)直鏡402反射入射到做為分光器件的平面光柵502，不同波長(zhǎng)的光以不同的角度被光柵502反射后以不同的入射角到達(dá)聚焦鏡602，經(jīng)聚焦鏡602反射后被聚焦于探測(cè)器上的不同位置。光學(xué)件材料為K9。探測(cè)器7后面安裝電路板8、進(jìn)行信號(hào)處理。探測(cè)器7背面安裝半導(dǎo)體制冷器9和散熱結(jié)構(gòu)10、實(shí)現(xiàn)探測(cè)器焦面所需要的低溫工作溫度。光譜儀的主要設(shè)計(jì)參數(shù)為a.工作譜段 I. 2 2. 2 μ m。b.光譜分辨率4nm。c.準(zhǔn)直鏡和聚焦鏡的光學(xué)表面為離軸拋物面。
d.光柵刻線3001ine/mm,光柵閃耀級(jí)次m = I,閃耀波長(zhǎng)I. 5 μ m。e.探測(cè)器為銦鎵砷(InGaAs)線陣探測(cè)器，像元數(shù)512。如圖4所示為本發(fā)明光纖光譜儀中盒體結(jié)構(gòu)示意圖，盒體I是光譜儀中主要的支撐結(jié)構(gòu)件，材料為鋁合金5A06，具有較高的剛度以保證其機(jī)械穩(wěn)定性。盒體I上的光纖接ロ 2安裝孔和安裝面、反射鏡組件3安裝孔和安裝面、準(zhǔn)直鏡組件4安裝孔和安裝面、光柵組件5安裝孔和安裝面、聚焦鏡組件6安裝孔和安裝面、探測(cè)器7安裝面分別提供光纖接ロ2、反射鏡組件3、準(zhǔn)直鏡組件4、光柵組件5、聚焦鏡組件6、探測(cè)器7的安裝基準(zhǔn)，保證它們的相對(duì)位置關(guān)系保持不變。反射鏡組件3安裝面和光柵組件5安裝面共用I個(gè)表面。通過(guò)加工公差保證各元件安裝面和安裝孔間嚴(yán)格的位置和角度關(guān)系，減少調(diào)整環(huán)節(jié)。如圖2、3所示，光纖接ロ 2直接安裝到盒體I上，光纖通過(guò)SMA905光纖接頭安裝到光纖接ロ 2上，光纖光出射面的位置可通過(guò)光纖接ロ 2和盒體I間的調(diào)整墊片進(jìn)行前后調(diào)節(jié)。
如圖5所示為本發(fā)明光纖光譜儀中反射鏡組件的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可知反射鏡組件3由反射鏡托框301、反射鏡302、反射鏡壓圈303、支架304組成。反射鏡302安裝在反射鏡托框301里，用反射鏡壓圈303固定。反射鏡托框301安裝在支架304上。反射鏡組件3通過(guò)支架304安裝到盒體I上，支架304和盒體I通過(guò)軸孔定位，支架304可繞反射鏡組件安裝軸轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整反射鏡302的角度位置。反射鏡組件3安裝軸軸線通過(guò)反射鏡302反射面。反射鏡托框301、反射鏡壓圈303、支架304材料為鋁合金5A06。如圖6所示為本發(fā)明光纖光譜儀中準(zhǔn)直鏡組件的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可知準(zhǔn)直鏡組件4由準(zhǔn)直鏡托框401、準(zhǔn)直鏡402、準(zhǔn)直鏡壓圈403組成。準(zhǔn)直鏡402安裝在準(zhǔn)直鏡托框401里，用準(zhǔn)直鏡壓圈403固定。準(zhǔn)直鏡402為離軸拋物面鏡，裝框時(shí)通過(guò)使鏡面最高點(diǎn)和托框上的安裝刻線對(duì)齊來(lái)保證準(zhǔn)直鏡對(duì)稱面和準(zhǔn)直鏡托框過(guò)安裝孔中心的對(duì)稱面對(duì)齊，安裝誤差土 1mm。準(zhǔn)直鏡托框401通過(guò)三個(gè)安裝點(diǎn)安裝到盒體I外側(cè)面上，準(zhǔn)直鏡托框外圓和盒體上準(zhǔn)直鏡組件安裝孔間留有間隙，間隙為O. 5mm 1mm，準(zhǔn)直鏡組件4的位置可以在間隙內(nèi)調(diào)整。準(zhǔn)直鏡托框401上的安裝孔為腰形孔，可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)準(zhǔn)直鏡組件4調(diào)整準(zhǔn)直鏡對(duì)稱面位置。此外準(zhǔn)直鏡托框401、準(zhǔn)直鏡壓圈403材料為鋁合金5A06。如圖7所示為本發(fā)明光纖光譜儀中光柵組件的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可知光柵組件5由光柵托框501、光柵502、光柵壓圈503、光柵托框壓圈504、底座505組成,為兩層結(jié)構(gòu)。光柵502先安裝到光柵托框501內(nèi)，用光柵壓圈503固定。光柵托框501安裝到底座505上，光柵托框501在底座505內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整光柵刻線方向，調(diào)整完成后抒緊光柵托框壓圈504固定光柵托框501。底座505和盒體I通過(guò)軸孔定位，底座505可繞光柵組件安裝軸轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整光柵502的角度位置。光柵組件安裝軸軸線通過(guò)光柵反射面。此外光柵托框501、光柵壓圈503、光柵托框壓圈504、底座505的材料為鋁合金5A06。如圖8所示為本發(fā)明光纖光譜儀中聚焦境組件的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可知聚焦鏡組件6由聚焦鏡托框601、聚焦鏡602、聚焦鏡壓圈603組成。聚焦鏡602安裝在聚焦鏡托框601里，用聚焦鏡壓圈603固定。聚焦鏡602為離軸拋物面鏡，裝框時(shí)通過(guò)使鏡面最高點(diǎn)和托框上的安裝刻線對(duì)齊來(lái)保證聚焦鏡對(duì)稱面和聚焦鏡托框過(guò)安裝孔中心的對(duì)稱面對(duì)齊，安裝誤差土 1mm。聚焦鏡托框601通過(guò)三個(gè)安裝點(diǎn)安裝到盒體I外側(cè)面上，聚焦鏡托框外圓和盒體上聚焦鏡組件安裝孔間留有間隙，間隙為O. 5mm 1_，聚焦鏡組件6的位置可以在間隙內(nèi)調(diào)整。聚焦鏡托框601上的安裝孔為腰形孔，可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)聚焦鏡組件6調(diào)整聚焦鏡對(duì)稱面位置。此外聚焦鏡托框601、聚焦鏡壓圈603材料為鋁合金5A06。如圖9所示為本發(fā)明光纖光譜儀中探測(cè)器、電路板、半導(dǎo)體制冷器和散熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，探測(cè)器7通過(guò)調(diào)焦墊片直接固定在盒體I上，調(diào)焦墊片厚度通過(guò)最終確定的焦面位置確定。電路板8安裝在探測(cè)器7背后，并固定在盒體I上。探測(cè)器7背面安裝半導(dǎo)體制冷器9和散熱結(jié)構(gòu)10，采用探測(cè)器內(nèi)部制冷結(jié)合探測(cè)器外部半導(dǎo)體致冷實(shí)現(xiàn)探測(cè)器焦面的制冷，減小探測(cè)器工作時(shí)的熱噪聲。探測(cè)器7背面和半導(dǎo)體制冷器9冷端貼合，半導(dǎo)體制冷器9熱端和散熱結(jié)構(gòu)10貼合，三者接觸面涂有GD414導(dǎo)熱硅膠。散熱結(jié)構(gòu)10安裝在盒體I上，材料為純鋁材料L4，將探測(cè)器7和半導(dǎo)體制冷器 9工作時(shí)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出去。在光譜儀外部采用風(fēng)機(jī)提高探測(cè)器、半導(dǎo)體制冷器9的散熱效果，保持探測(cè)器7工作時(shí)的數(shù)據(jù)穩(wěn)定。為防止制冷時(shí)探測(cè)器7表面結(jié)露，對(duì)探測(cè)器7和半導(dǎo)體制冷器9的參數(shù)進(jìn)行匹配使用，將探測(cè)器7的殼溫控制在環(huán)境溫度附近，同時(shí)探測(cè)器7的焦面溫度滿足低溫工作溫度要求。光譜儀裝調(diào)過(guò)程中，對(duì)工作光譜范圍、光譜分辨率及波長(zhǎng)位置進(jìn)行了測(cè)試，均滿足設(shè)計(jì)要求。本發(fā)明光譜儀結(jié)構(gòu)隨整機(jī)進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)前后和沖擊試驗(yàn)前后光譜位置穩(wěn)定、光譜儀輸出曲線未發(fā)生變化，經(jīng)過(guò)累計(jì)300小時(shí)-35°C 70°C熱循環(huán)試驗(yàn)和熱真空試驗(yàn)后、在室溫下光譜儀測(cè)試正常。整機(jī)地面試驗(yàn)和環(huán)境試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明，該光纖光譜儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，很好地滿足了設(shè)計(jì)要求。以上所述，僅為本發(fā)明最佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的公知技木。
權(quán)利要求
1.一種固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀,其特征在于包括盒體(I)、光纖接口(2)、反射鏡組件(3)、準(zhǔn)直鏡組件(4)、光柵組件(5)、聚焦鏡組件￠)、探測(cè)器(7)、電路板(8)、半導(dǎo)體制冷器(9)和散熱結(jié)構(gòu)(10)，其中盒體⑴為支撐結(jié)構(gòu)件，光纖接口⑵、反射鏡組件(3)、準(zhǔn)直鏡組件(4)、光柵組件(5)、聚焦鏡組件(6)和探測(cè)器(7)分別安裝于盒體(I)上，反射鏡組件(3)安裝面和光柵組件(5)安裝面共用I個(gè)表面，光纖安裝在光纖接口(2)上，光纖的輸出光經(jīng)由光纖接口(2)進(jìn)入光譜儀，經(jīng)過(guò)反射鏡(302)、準(zhǔn)直鏡(402)、光柵(502)、聚焦鏡(602)，最后聚焦在探測(cè)器(7)上，電路板⑶與探測(cè)器(7)連接，并固定在盒體(I)上，探測(cè)器(7)背面安裝半導(dǎo)體制冷器(9)和散熱結(jié)構(gòu)(10)，探測(cè)器(7)背面和半導(dǎo)體制冷器(9)冷端貼合，半導(dǎo)體制冷器(9)熱端和散熱結(jié)構(gòu)(10)貼合，三者接觸面涂敷導(dǎo)熱材料，散熱結(jié)構(gòu)(10)將探測(cè)器(7)和半導(dǎo)體制冷器(9)工作時(shí)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出去，實(shí)現(xiàn)探測(cè)器(7)焦面所需要的低溫工作溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀,其特征在于所述光纖光出射面的位置可通過(guò)光纖接口(2)和盒體(I)間的調(diào)整墊片進(jìn)行前后調(diào)節(jié)；探測(cè)器(7)通過(guò)調(diào)焦墊片直接固定在盒體(I)上，調(diào)焦墊片厚度通過(guò)最終確定的焦面位置確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀,其特征在于所述反射鏡組件(3)由反射鏡托框(301)、反射鏡(302)、反射鏡壓圈(303)和支架(304)組成，反射鏡(302)安裝在反射鏡托框(301)里，用反射鏡壓圈(303)固定，反射鏡托框(301)安裝在支架(304)上，反射鏡組件(3)通過(guò)支架(304)安裝到盒體(I)上，支架(304)和盒體(I)通過(guò)軸孔定位，支架(304)可繞反射鏡組件安裝軸轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整反射鏡(302)的角度位置，且反射鏡組件安裝軸軸線通過(guò)反射鏡反射面。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀,其特征在于所述準(zhǔn)直鏡組件(4)由準(zhǔn)直鏡托框(401)、準(zhǔn)直鏡(402)和準(zhǔn)直鏡壓圈(403)組成，準(zhǔn)直鏡(402)安裝在準(zhǔn)直鏡托框(401)里，用準(zhǔn)直鏡壓圈(403)固定，準(zhǔn)直鏡托框(401)通過(guò)三個(gè)安裝點(diǎn)安裝到盒體(I)外側(cè)面上，準(zhǔn)直鏡托框(401)外圓和盒體(I)上準(zhǔn)直鏡組件安裝孔間留有間隙，間隙為0. 5mm 1_，準(zhǔn)直鏡組件(4)的位置可以在間隙內(nèi)調(diào)整。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀,其特征在于所述準(zhǔn)直鏡(402)為離軸反射鏡，裝框時(shí)通過(guò)使鏡面最高點(diǎn)和托框上的安裝刻線對(duì)齊來(lái)保證準(zhǔn)直鏡(402)對(duì)稱面和準(zhǔn)直鏡托框(401)過(guò)安裝孔中心的對(duì)稱面對(duì)齊，安裝誤差為土 Imm0
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀,其特征在于所述準(zhǔn)直鏡托框(401)上的安裝孔為腰形孔，可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)準(zhǔn)直鏡組件(4)調(diào)整準(zhǔn)直鏡(402)對(duì)稱面位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀,其特征在于所述光柵組件(5)由光柵托框(501)、光柵(502)、光柵壓圈(503)、光柵托框壓圈(504)和底座(505)組成，為兩層結(jié)構(gòu)，光柵(502)安裝在光柵托框(501)內(nèi)，用光柵壓圈(503)固定，光柵托框(501)安裝在底座(505)上，光柵托框(501)在底座(505)內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整光柵刻線方向，調(diào)整完成后抒緊光柵托框壓圈(504)固定光柵托框(501),底座(505)和盒體(I)通過(guò)軸孔定位，底座(505)可繞光柵組件安裝軸轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整光柵(502)的角度位置，所述光柵組件安裝軸軸線通過(guò)光柵反射面。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀,其特征在于所述聚焦鏡組件￠)由聚焦鏡托框￠01)、聚焦鏡(602)和聚焦鏡壓圈(603)組成，聚焦鏡(602)安裝在聚焦鏡托框￠01)內(nèi)，用聚焦鏡壓圈￠03)固定，聚焦鏡托框(601)通過(guò)三個(gè)安裝點(diǎn)安裝到盒體(I)外側(cè)面上，聚焦鏡托框(601)外圓和盒體(I)上聚焦鏡組件安裝孔間留有間隙，間隙為0.5mm 1mm，聚焦鏡組件(6)的位置可以在間隙內(nèi)調(diào)整。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀,其特征在于所述聚焦鏡(602)為離軸反射鏡，裝框時(shí)通過(guò)使鏡面最高點(diǎn)和托框上的安裝刻線對(duì)齊來(lái)保證聚焦鏡(602)對(duì)稱面和聚焦鏡托框￠01)過(guò)安裝孔中心的對(duì)稱面對(duì)齊，安裝誤差為土 Imm0
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀,其特征在于所述聚焦鏡托框￠01)上的安裝孔為腰形孔，可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)聚焦鏡組件(6)調(diào)整聚焦鏡(602)對(duì)稱面位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固定光柵的Czerny-Turner型光纖光譜儀，盒體為支撐結(jié)構(gòu)件，光纖接口、反射鏡組件、準(zhǔn)直鏡組件、光柵組件、聚焦鏡組件和探測(cè)器分別安裝于盒體上，反射鏡組件安裝面和光柵組件安裝面共用1個(gè)表面，光纖安裝在光纖接口上，電路板安裝在探測(cè)器背后，并固定在盒體上，探測(cè)器背面安裝半導(dǎo)體制冷器和散熱結(jié)構(gòu)，探測(cè)器背面和半導(dǎo)體制冷器冷端貼合，半導(dǎo)體制冷器熱端和散熱結(jié)構(gòu)貼合，三者接觸面涂敷導(dǎo)熱材料，散熱結(jié)構(gòu)將探測(cè)器和半導(dǎo)體制冷器工作時(shí)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出去，本發(fā)明光譜儀結(jié)構(gòu)緊湊、無(wú)活動(dòng)機(jī)構(gòu)、裝調(diào)簡(jiǎn)單、使用方便、性能穩(wěn)定、可以同時(shí)對(duì)整個(gè)光譜進(jìn)行快速掃描，且能經(jīng)受振動(dòng)、沖擊、熱真空和熱循環(huán)等環(huán)境試驗(yàn)考核。
文檔編號(hào)G02B7/00GK102706830SQ201210082559
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者丁曉燕, 岳鵬遠(yuǎn), 李明, 王宇, 郝言慧, 陳芳, 高超 申請(qǐng)人:北京空間機(jī)電研究所