[發明專利]一種基于便攜式測量高效紫外吸收光譜的光學系統

有效

• 申請號: 201210113186.2
• 申請日: 2012-04-17
• 公開（公告）號: CN102636265A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 江宇;謝品華;司福祺;秦敏;陳軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01J3/42
• 分類號: G01J3/42;G01J3/10;G01N21/33
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉

1.一種基于便攜式測量高效紫外吸收光譜的光學系統，其特征在于：所述的光學系統包括紫外光源氘燈(1)、紫外光源準直光學系統、多次反射池光學系統、聚焦耦合光纖光學系統；所述紫外光源準直光學系統采用前后組透鏡形式，前組透鏡由第一準直光學系統鏡片(2)構成，設計為一片正透鏡，后組透鏡由第二準直光學系統鏡片(3)和第三準直光學系統鏡片(4)構成，設計為正負透鏡組合形式的負透鏡組；所述多次反射池光學系統采用三塊曲率半徑嚴格相同的凹球面反射鏡共軛放置，其中一端放置一片反射主鏡(7)，另一端并排放置兩片反射次鏡，即第一反射次鏡(5)和第二反射次鏡(6)；所述反射主鏡(7)、第一反射次鏡(5)及第二反射次鏡(6)的曲率完全相同，曲率大小等于一端放置反射主鏡(7)的中心和另一端放置第一反射次鏡(5)及第二反射次鏡(6)的中心彼此之間的間隔，所述間隔為多次反射池光學系統的腔長，所述腔長等于三片凹球面反射鏡的曲率大小；第一反射次鏡(5)、第二反射次鏡(6)的曲率中心都在反射主鏡(7)上，反射主鏡(7)的曲率中心位于第一反射次鏡(5)及第二反射次鏡(6)的中心；所述聚焦耦合光纖光學系統為非球面聚焦透鏡(8)，系統焦點位置放置耦合光纖(9)，耦合光纖(9)將非球面聚焦透鏡(8)出射光束引入至光譜儀(10)的狹縫；紫外光源氘燈(1)經過紫外光源準直光學系統準直后的光束進入多次反射池光學系統進行多次反射；由多次反射池光學系統出射的光束經非球面聚焦透鏡(8)聚焦匯聚，匯聚后的光束經過耦合光纖(9)，導入光譜儀(10)狹縫進行探測和處理。

2.根據權利要求1所述的便攜式測量高效紫外吸收光譜的光學系統，其特征在于：所述紫外光源氘燈(1)采用濱松氘燈L2-4000系列的L6565，光譜范圍覆蓋為180～400nm，發光面直徑大小約為Φ1mm。

3.根據權利要求1所述的便攜式測量高效紫外吸收光譜的光學系統，其特征在于：所述第一準直光學系統鏡片(2)、第二準直光學系統鏡片(3)和第三準直光學系統鏡片(4)的材料采用紫外波段透過的玻璃材料構成，為熔融石英(JGS1)光學玻璃。

4.根據權利要求1或2所述的便攜式測量高效紫外吸收光譜的光學系統，其特征在于：所述第一準直光學系統鏡片(2)、第二準直光學系統鏡片(3)和第三準直光學系統鏡片(4)均鍍紫外增透膜，提高190～330nm波段的紫外波段透過率。

5.根據權利要求1所述的便攜式測量高效紫外吸收光譜的光學系統，其特征在于：所述所述反射主鏡(7)、第一反射次鏡(5)及第二反射次鏡(6)的表面均鍍紫外反射鋁膜，使反射主鏡(7)、第一反射次鏡(5)及第二反射次鏡(6)的反射鏡鋁膜層的反射率在190～330nm范圍內達到90％。

6.根據權利要求1所述的便攜式測量高效紫外吸收光譜的光學系統，其特征在于：所述非球面聚焦透鏡(8)的材料采用紫外波段透過的玻璃材料，為熔融石英(JGS1)光學玻璃，非球面聚焦透鏡(8)鍍紫外增透膜，提高190～330nm波段的紫外波段透過率。

7.根據權利要求1所述的便攜式測量高效紫外吸收光譜的光學系統，其特征在于：所述耦合光纖(9)的光纖數值孔徑NA＝0.22，光纖芯徑為Φ0.4mm。

8.根據權利要求1所述的便攜式測量高效紫外吸收光譜的光學系統，其特征在于：所述光譜儀(10)是海洋公司的Maya2000pro或GratingWorks的HR03型光譜儀。