[實用新型]一種高精細腔光譜分析連續鎖模裝置

無效

• 申請號: 200920114679.1
• 申請日: 2009-03-02
• 公開（公告）號: CN201344895Y
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 劉英明;李涉英;高秀敏;王健
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01N21/00
• 分類號: G01N21/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 杜 軍

技術領域

本實用新型屬于光學技術領域，涉及一種高精細腔光譜分析連續鎖模裝置。

技術背景

在環境分析、生命科學、醫學醫療、國防安全、先進制造工業等許多領域存在大量的物質痕量測量需求，并且對痕量物質檢測靈敏度的要求越來越高。高精細腔光譜分析技術由于具有檢測靈敏度高、絕對測量、選擇性好等優點，成為痕量物質測量技術發展趨勢之一。腔衰蕩光譜分析技術中，由于可以顯著提高系統光能利用效率和系統測量精度，連續鎖模裝置被引入腔衰蕩光譜分析中，并且，起著非常重要的作用，引起了特別關注。現有技術中，有一種用于腔衰蕩光譜分析的連續鎖模裝置(參見美國專利“Cavity-Locked?Ring?Down?Spectroscopy”，專利號：US6,084,682)。該專利中的用于腔衰蕩光譜分析的連續鎖模裝置具有相當的優點，但是，仍然存在一些本質不足：1)腔衰蕩光譜分析系統中，采用三面反射鏡構成的光學精細腔，系統結構復雜，對于機械加工和定位的要求較高，導致系統測量工作是穩定性差；2)在先技術中的腔衰蕩光譜分析系統中，連續鎖模過程是通過位移部件調節光學精細腔的一面反射鏡位置來實現的，連續鎖模過程中改變了光學精細腔，提高了系統鎖模難度，降低了系統可靠性、穩定性和可操作性；3)只能用來測試分析氣體，不能對流體物質、薄膜、界面、納米物質等形態物質的痕量濃度測試。

發明內容

本實用新型的目的在于克服了上述在先技術的不足，提供一種高精細腔光譜分析連續鎖模裝置。

本實用新型包括入射反射鏡、高精細腔、出射反射鏡、偏振分光鏡、光電探測器、分析控制單元、移動部件和反射鏡固定架。入射反射鏡和出射反射鏡固定設置在反射鏡固定架的兩個支架上，并且入射反射鏡的反射面與出射反射鏡的反射面垂直；反射鏡固定架與移動部件連接。高精細腔設置在入射反射鏡與出射反射鏡之間，高精細腔光束入射和光束出射方向一致；入射反射鏡位于高精細腔的入射光束光路上，并且入射反射鏡的反射面與系統入射光束夾角為45°；出射反射鏡位于高精細腔的出射光束光路上，出射反射鏡的反射面與高精細腔光束出射方向夾角為135°。偏振分光鏡設置在出射反射鏡的反射光路上，偏振分光鏡對于s偏振態光透射、對p偏振態光反射，光電探測器設置在偏振分光鏡的s偏振態光的透射光路上。移動部件和光電探測器均與分析控制單元電連接。

所述的光電探測器為光電二極管、雪崩管、光電倍增管中的一種。

所述的移動部件為步進電機、壓電陶瓷位移器、納米位移元件中的一種。

本實用新型中分析控制單元對移動部件控制，以及對光電探測器采集信號進行處理分析，這些都是成熟技術。本實用新型的發明點在于提供一種高精細腔光譜分析連續鎖模裝置。

與現有技術相比，本實用新型具有以下優點和效果：

1)測試系統的結構簡單穩定，對光學精細腔機械定位要求低；

2)連續鎖模過程是通過位移部件調節系統中的反射鏡，從而改變激光束在高精細腔中的行程，實現鎖模，無需改變光學精細腔，系統可靠性和穩定性高，可操作性強；

3)本實用新型連續鎖模不限于氣體光譜分析，可將測量對象拓展到薄膜、界面、納米物質、流體，擴大了系統的應用范圍。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。

如圖1，一種高精細腔光譜分析連續鎖模裝置包括入射反射鏡2、高精細腔3、出射反射鏡4、偏振分光鏡5、光電探測器6、分析控制單元7、移動部件8和反射鏡固定架1。入射反射鏡2和出射反射鏡4固定設置在反射鏡固定架1的兩個支架上，并且入射反射鏡2的反射面與出射反射鏡4的反射面垂直；反射鏡固定架1與移動部件連接。高精細腔3設置在入射反射鏡2與出射反射鏡4之間，高精細腔3光束入射和光束出射方向一致；入射反射鏡2位于高精細腔3的入射光束光路上，并且入射反射鏡2反射面與系統入射光束夾角為45°；出射反射鏡4位于高精細腔3出射光束光路上，出射反射鏡4反射面與高精細腔3光束出射方向夾角為135°。偏振分光鏡5設置在出射反射鏡4的反射光路上，偏振分光鏡5對于s偏振態光透射、對p偏振態光反射，光電探測器6設置在偏振分光鏡5的s偏振態光的透射光路上。移動部件8和光電探測器6均與分析控制單元7電連接。

其中，分析控制單元7為計算機系統，探測器6為雪崩管，移動部件8為壓電陶瓷位移器，高精細腔3為近場光學高精細腔。