[發明專利]一種低雜散光單色儀

有效

• 申請號: 201010237108.4
• 申請日: 2010-07-26
• 公開（公告）號: CN101907491A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 潘建根
• 申請（專利權）人: 杭州遠方光電信息有限公司
• 主分類號: G01J3/12
• 分類號: G01J3/12;G01J3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及一種光譜輻射測量和光譜分析裝置，具體涉及一種低雜散光單色儀。

【背景技術】

單色儀是從具有復雜光譜或從連續光譜的光源中分離出不同波長單色光的儀器，經常用作其他光譜儀器或光譜裝置中產生單色光的一個部件。單色儀的雜散光是指出射光束中所需光譜寬度范圍以外其他波長的光輻射量，雜散光強度是衡量單色儀的一個重要參數。

單色儀的雜散光包括不同衍射級次間的重疊和非預期的反射等，不同衍射級次間重疊所引起的雜散光可通過濾色鏡濾除，而非期望的反射光線所帶來的雜散光卻難以消除。眾所周知，光束從入射狹縫進入單色儀，經過色散元件被分光，在以色散元件為起點的空間內的各個方向上分布了不同波長的光線，其中僅有小部分的光線從出射狹縫射出，其余的大部分光線仍然分布在單色儀內部。這部分光線在光學器件間發生非期望反射，特別是發生在入射狹縫和出射狹縫上的一次非期望反射，會形成極為可觀的雜散光。一方面，一部分經色散元件分光后的非期望光路的光線入射到入射狹縫或出射狹縫上，又被狹縫反射到期望光路中，形成雜散光；另一方面，當狹縫前后設有濾色鏡時，狹縫和濾色鏡之間還會相互反射，引入雜散光。

【發明內容】

針對上述現有技術的不足，本發明旨在提供一種解決現有技術中所存在的部分雜散光難以消除問題的低雜散光單色儀。

為達到上述目的，本發明采用了下列技術方案：

一種低雜散光單色儀，包括入射狹縫、色散系統和出射狹縫。入射狹縫所在平面與入射光軸傾斜相交，出射狹縫所在平面與出射光軸傾斜相交。

上述的入射光軸為經過入射狹縫中心，并且經過位于入射狹縫后第一次改變光線光路的光學器件(如凹面光柵、準直元件)中心。上述的出射光軸為經過出射狹縫中心，并且經過出射狹縫前最后一次改變光線光路的光學器件(如凹面光柵、會聚元件)中心。

在普通單色儀中，入射狹縫所在平面垂直于入射光軸，出射狹縫所在平面垂直于出射光軸。本發明通過入射狹縫與入射光軸、出射狹縫與出射光軸的傾斜相交，即入射狹縫偏離入射光軸的垂直面，出射狹縫偏離出射光軸的垂直面，改變普通單色儀內部入射狹縫、出射狹縫與色散系統的相對位置，使得原本會產生雜散光的非期望光路的光線被入射狹縫或出射狹縫反射出期望光路，從而大幅減少雜散光。

上述的一種低雜散光單色儀，所述色散系統是凹面光柵。凹面光柵是在高反射金屬凹面上刻劃一系列平行線構成的反射式衍射光柵，同時具有分光和聚光能力。因此，凹面光柵、入射狹縫和出射狹縫就組成了單色儀。

上述的一種低雜散光單色儀，所述色散系統包括準直元件、色散元件和會聚元件。準直元件實現將入射光線轉變為平行光。色散元件，如棱鏡、光柵等，具有分光功能，可從具有復雜光譜或連續光譜的光源中分離出不同波長的單色光。會聚元件將來自于色散元件的平行期望光束會聚到出射狹縫上。

上述的一種低雜散光單色儀，在光路中，所述入射狹縫前面或后面設有與入射光軸傾斜相交的第一濾色鏡。所述出射狹縫前面或后面設有與出射光軸傾斜相交的第二濾色鏡。濾色鏡對各種光線起著通過、限制和阻止的作用，僅使一定波段內的光輻射通過。同時，濾色鏡也是一種減小雜散光的另一種方法，例如減小高次衍射雜散光。第一濾色鏡和入射光軸傾斜、第二濾色鏡與出射光軸傾斜，也都是為了將非期望的光線反射出期望光路，從而光束減小雜散光。

上述第一濾色鏡或第二濾色鏡是包括兩片或兩片以上的可以分別切入光路的濾色鏡鏡組，鏡組中的每一片濾色鏡的導通波段各不相同。通過旋轉驅動裝置旋轉濾色鏡鏡組，并把相應的濾色鏡切入到入射狹縫和色散系統或者出射狹縫和色散系統之間的光束中，從而減小各波段的測量雜散光。

上述的一種低雜散光單色儀，所述的入射光軸和出射光軸所在平面與色散系統中光學元件的光學口面傾斜相交。所述的色散系統中光學元件包括準直元件、色散元件或會聚元件的一個或多個。本技術方案通過光學元件的光學口面和光軸所在平面，這兩個平面的相對位置調整，減少在入射狹縫和出射狹縫的非期望反射，從而減弱雜散光。

在本發明中，作為優選，入射狹縫所在平面偏離入射光軸垂直面的角度一般在選擇大于2°小于20°。

在本發明中，作為優選，第一濾色鏡偏離入射光軸垂直面的角度一般在2°～20°。

在本發明中，作為優選，出射狹縫所在平面偏離出射光軸垂直面間的夾角一般選擇大于2°小于20°。

在本發明中，作為優選，第二濾色鏡偏離出射光軸垂直面的夾角一般在2°～20°。

在本發明中，作為優選，第一濾色鏡偏離與入射狹縫所在平面的夾角一般為2°～20°。