本實用新型涉及光譜測量技術領域，更具體地說，特別涉及一種多光束耦合裝置及檢測氣室。

背景技術：

TDLAS是指可調諧二極管激光吸收光譜，是Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy的簡稱，該技術主要是利用可調諧半導體激光器的窄線寬和波長隨注入電流改變的特性實現(xiàn)對分子的單個或幾個距離很近很難分辨的吸收線進行測量。TDLAS技術為一種高選擇性、高分辨率的光譜技術，由于分子光譜的“指紋”特征，它不受其它氣體的干擾。TDLAS技術是一種對所有在紅外有吸收的活躍分子都有效的通用技術，同樣的儀器可以方便的改成測量其它組分的儀器，只需要改變激光器和標準氣。此外，TDLAS技術具有速度快，靈敏度高的優(yōu)點。在不失靈敏度的情況下，其時間分辨率可以在ms量級。因此，TDLAS技術廣泛應用于分子光譜研究、工業(yè)過程監(jiān)測控制、燃燒過程診斷分析、發(fā)動機效率和機動車尾氣測量、爆炸檢測、大氣中痕量污染氣體監(jiān)測等領域中。

TDLAS技術中，通常情況下一種激光器只能檢測一種物質(極少數(shù)可以檢測兩種)，為了能同時檢測多種物質的濃度，需要將不同的激光器發(fā)出的光束進行耦合?，F(xiàn)有的光束耦合方式很多，但存在或多或少的不足，例如，申請?zhí)枮?01510981524.8專利提供的裝置中，使用金字塔型棱角進行初級縮束，然后經(jīng)過兩塊拋物面反射鏡進行二級縮束，該裝置對多束激光起到了一定的耦合作用，但是也存在明顯的不足，該裝置的金子塔型棱角提供了四個反射面和一個中心孔，最多只能耦合五個光束左右，耦合光束數(shù)量有限，無法適應多種物質檢測的需要；此外，該方法結構較為分散也比較復雜，安裝過程較為繁瑣， 且成本高昂。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術問題為提供一種多光束耦合裝置，該多光束耦合裝置通過其結構設計，能有效提高耦合光束的數(shù)量，極大滿足多種物質檢測的需要，而且結構簡單，安裝方便，成本低廉。

一種多光束耦合裝置，用于光束的耦合，包括相對平行同軸布置的第一凹面反射鏡與第二凹面反射鏡，所述第一凹面反射鏡的反射面與所述第二凹面反射鏡的反射面正向相對，所述第一凹面反射鏡的曲率半徑小于所述第二凹面反射鏡的曲率半徑，所述第一凹面反射鏡的焦點與所述第二凹面反射鏡的焦點相重合，所述第二凹面反射鏡的反射面前方設置有光源發(fā)射點，所述光源發(fā)射點用于將待耦合光束垂直發(fā)射至所述第二凹面反射鏡的反射面，所述第二凹面反射鏡的中心處設置有出光孔，所述出光孔用于耦合后光束的通行。

優(yōu)選地，所述第一凹面反射鏡與所述第二凹面反射鏡為拋物面形凹面反射鏡。

優(yōu)選地，所述第一凹面反射鏡與所述第二凹面反射鏡為球面形凹面反射鏡。

優(yōu)選地，所述光源發(fā)射點設置在所述第一凹面反射鏡外緣與所述第二凹面反射鏡外緣之間的環(huán)形區(qū)域且所述光源發(fā)射點位于所述第一凹面反射鏡的背部。

優(yōu)選地，所述第一凹面反射鏡尺寸小于所述第二凹面反射鏡尺寸。

優(yōu)選地，所述第二凹面反射鏡的背部設置有聚焦透鏡，所述聚焦透鏡設置于所述第二凹面反射鏡的軸線上，所述聚焦透鏡用于穿過出光孔的耦合光束的聚焦。

優(yōu)選地，所述聚焦透鏡的焦點處設置有探測器，所述探測器用于耦合光束的檢測。

優(yōu)選地，所述第一凹面反射鏡的中心處設置有進光孔，所述進光孔的直徑小于所述第二凹面反射鏡中心處設置的出光孔的直徑，所述 進光孔處也設置有所述光源發(fā)射點。

本實用新型還提供了一種檢測氣室，所述檢測氣室內安裝有上述任意一項所述的多光束耦合裝置。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型提供的多光束耦合裝置通過其結構設計，能有效提高耦合光束的數(shù)量，極大滿足多種物質檢測的需要，而且結構簡單，安裝方便，成本低廉。

本實用新型提供的檢測氣室能夠有效對檢測氣室中含有的物質成分濃度進行檢測，同時由于檢測光束在檢測氣室中多次反射，有效地增加了測量過程中的有效光程，極大地提高被測物質的檢出限。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1和圖2為本實用新型實施例1一種多光束耦合裝置的結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例2一種多光束耦合裝置的結構示意圖；

圖4為本實用新型實施例3一種檢測氣室的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。

基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。

實施例1：

參見圖1和圖2，圖1和圖2提供了本實用新型一種多光束耦合裝置的具體實施例，其中，圖1和圖2為本實用新型實施例1一種多光束耦合裝置的結構示意圖。

如圖1和圖2所示，本實用新型實施例1提供了一種多光束耦合裝置，用于光束的耦合，包括相對平行同軸布置的第一凹面反射鏡1與第二凹面反射鏡2，第一凹面反射鏡1與第二凹面反射鏡2均用于光束的反射。

第一凹面反射鏡1的反射面與第二凹面反射鏡2的反射面正向相對，第一凹面反射鏡1的曲率半徑小于第二凹面反射鏡2的曲率半徑，第一凹面反射鏡1的焦點與第二凹面反射鏡2的焦點相重合，第二凹面反射鏡2反射面的前方設置有光源發(fā)射點3，光源發(fā)射點3用于待耦合光束的發(fā)射，第二凹面反射鏡2的中心處設置有出光孔4，出光孔4用于耦合后光束的通行。

具體實施過程中，光源發(fā)射點3發(fā)出的待耦合光束經(jīng)準直后垂直射向第二凹面反射鏡2的反射面，垂直光束經(jīng)第二凹面反射鏡2的反射面反射后經(jīng)過焦點反射至第一凹面反射鏡1的反射面上，第一凹面反射鏡1的反射面接著又將光束垂直反射到第二凹面反射鏡2的反射面上，依此往復，每次反射到第二凹面反射鏡2的反射面的垂直光線會逐步向第二凹面反射鏡2的中心靠攏，直至由第二凹面反射鏡2的中心處設置的出光孔4射出。

本實用新型提供的方案中，光源發(fā)射點3的數(shù)量可以根據(jù)檢測需要進行增減，只需保證可以將光束垂直發(fā)射至第二凹面反射鏡2的反射面上即可，而光源發(fā)射點3發(fā)出的光束最終都集中在第二凹面反射鏡2中心處設置的出光孔4中平行射出，從而實現(xiàn)了多光束的耦合。

本方案中，光束的反射次數(shù)和光程的改變可以通過使用不同曲率半徑的第一凹面反射鏡1與第二凹面反射鏡2組合或者調整光源發(fā)射點3離第二凹面反射鏡2軸線的距離來實現(xiàn)。

此外，本實用新型提供的多光束耦合裝置僅僅只需要提供位置設計特殊的第一凹面反射鏡1與第二凹面反射鏡2兩塊反射鏡片，再合 理布置光源發(fā)射點3的位置，最后在第二凹面反射鏡2中心開設出光孔4，就可以實現(xiàn)多光束的耦合，極大滿足多種物質檢測的需要，而且結構簡單，安裝方便，成本低廉。

本實施例中，為進一步更好的實現(xiàn)光束的反射，第一凹面反射鏡1與第二凹面反射鏡2優(yōu)選為拋物面形凹面反射鏡。

當然，對本實用新型而言，第一凹面反射鏡1與第二凹面反射鏡2也可以選為球面形凹面反射鏡。

當然，對本實用新型而言，第一凹面反射鏡1與第二凹面反射鏡2也可以一塊選用拋物面形凹面反射鏡，另外一塊選用球面形凹面反射鏡。

本實施例中，為更好地便于待耦合光束的發(fā)射，光源發(fā)射點3設置在第一凹面反射鏡1外緣與第二凹面反射鏡2外緣之間的環(huán)形區(qū)域且光源發(fā)射點3位于第一凹面反射鏡1的背部，其中，第一凹面反射鏡1尺寸小于第二凹面反射鏡尺寸2。

當然，對光源發(fā)射點3設置的位置，也可以設置在第一凹面反射鏡1與第二凹面反射鏡2之間，也可以在第一凹面反射鏡1的鏡體上設置小孔，然后將光源發(fā)射點3設置在上述小孔處。光源發(fā)射點3的具體設置位置，以不影響光束的發(fā)射與光束在第一凹面反射鏡1與第二凹面反射鏡2之間的反射為準。當然，第一凹面反射鏡1尺寸也可以不小于第二凹面反射鏡尺寸2，只需保證光源發(fā)射點3發(fā)射的光束經(jīng)處理后垂直射到第二凹面反射鏡尺寸2的反射面上即可。

本實施例中，為方便耦合光束的聚焦，第二凹面反射鏡2的背部設置有聚焦透鏡5，聚焦透鏡5設置于第二凹面反射鏡2的軸線上，聚焦透鏡5用于穿過出光孔4的耦合光束的聚焦。

本實施例中，為方便耦合光束的檢測，聚焦透鏡5的焦點處設置有探測器6，探測器6用于耦合光束的檢測。

實施例2：

參見圖3，圖3提供了本實用新型一種多光束耦合裝置的另一種 具體實施例，其中，圖3為本實用新型實施例2一種多光束耦合裝置的結構示意圖。

為進一步增加可以耦合光束的數(shù)量，本實用新型還提供了下述這種實施例。

本實施例中，第一凹面反射鏡1的中心處設置有進光孔7，進光孔7的直徑小于第二凹面反射鏡2中心處設置的出光孔4的直徑，進光孔7處也設置有光源發(fā)射點3。

具體實施中，進光孔7的直徑大小應保證光源發(fā)射點3發(fā)出的光束能完全通過，同時應防止多次反射后的光束從進光孔7溢出；出光孔7的直徑大小應保證耦合的光束能完全射出。

如此，進一步擴大了光源發(fā)射點3可以布置的區(qū)域，進光孔7處設置的光源發(fā)射點3發(fā)射的待耦合光束可以直接通過進光孔7，進入第一凹面反射鏡1與第二凹面反射鏡2之間的中間區(qū)域，然后通過出光孔4直接射出，顯著提高了本裝置耦合光束的數(shù)量。

實施例3：

參見圖4，圖4提供了本實用新型一種光檢測氣室的具體實施例，其中，圖4為本實用新型實施例3一種檢測氣室的結構示意圖。

本實用新型還提供了一種檢測氣室，檢測氣室8內安裝有上述任意一項所述的多光束耦合裝置。

本實施例中，上述任意一項方案所述的多光束耦合裝置可以直接安裝在檢測氣室8的內腔，檢測氣室8內用于裝載待檢測物質。

本實用新型提供的檢測氣室8能夠有效對檢測氣室中含有的物質成分濃度進行檢測，光源發(fā)射點3發(fā)射出的光束會在第一凹面反射鏡1與第二凹面反射鏡2之間多次反射，如此，有效地增加了測量過程中的有效光程，極大地提高被測物質的檢出限。

以上對本實用新型所提供的一種多光束耦合裝置及檢測氣室進行 了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內。