[實用新型]一種減小光譜儀尺寸或提高光譜儀分辨率的結構

有效

• 申請號: 201220128154.5
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN202485797U
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 吳礪;林磊;張新漢
• 申請（專利權）人: 福州高意光學有限公司
• 主分類號: G01J3/02
• 分類號: G01J3/02;G01J3/04
• 代理公司: 福建煉海律師事務所 35215
• 代理人: 許育輝

技術領域

本實用新型涉及光學測量領域，尤其涉及一種減小光譜儀尺寸或提高光譜儀分辨率的結構。?

背景技術

采用電荷耦合器件（CCD）結構的光譜儀微型化是以降低分辨率為代價的。其高精度微型化的一個困難是CCD像素單元的有限尺寸，如CCD的一個像素尺寸為7μm，若光譜儀的分辨率為0.1nm，則200nm光譜范圍要求CCD極限長度為14mm。若光譜儀的分辨率為?0.01nm則CCD極限長度需為14cm，這對于光譜儀的微型化是一個很大的障礙。

遠紅外CCD價格昂貴。硅電荷耦合器件（Si?CCD）是一種重要的固態成像器件。在可見光到近紅外波段（~1.1微米），Si?CCD是性能良好的、低成本的成像器件。然而，對于遠紅外波段的光譜，已經超出Si?CCD響應范圍。目前還沒有一種性能好且低成本的CCD來探測遠紅外光譜。相對于可見光波段探測Si?CCD來說，遠紅外CCD的價格昂貴許多。?

發明內容

本實用新型正是針對以上問題，提出一種減小光譜儀尺寸或提高光譜儀分辨率的結構，其采用陣列結構的光欄以提高微型光譜儀分辨率，以及采用上轉化材料實現可見光波段探測CCD探測遠紅外光譜的結構。

為達成上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種減小光譜儀尺寸或提高光譜儀分辨率的結構，在色散系統和CCD陣列之間且靠近CCD陣列添加一片陣列光欄，所述陣列光欄具有周期性槽形通孔，槽形通孔寬度與其周期具有固定比例關系，?所述陣列光欄與驅動機構相連，驅動機構帶動控制光欄橫向移動，步進量與通孔寬度一致。

所述的驅動機構為壓電陶瓷或電機。

所述陣列光欄的槽形通孔填充轉化材料。

采用上述技術方案，平時，本實用新型CCD只能接收到通過通孔的光。在時序電路的控制下，光欄時序的移動。CCD則可讀取不同位置下光譜光強數據，實現高于原來10倍或5倍的分辨率光譜探測。這意味著在探測分辨率不變的情況下，可以減小CCD的尺寸，進而減小光譜儀尺寸。

如果在光欄的通孔上填充上轉化材料，則可采用探測可見光波段CCD來實現遠紅外光譜探測。

本實用新型的優點在于提高微型光譜儀分辨率，也可實現減小微型光譜儀尺寸。對于遠紅外測量光譜儀，可以降低其制作成本。

附圖說明

圖1為周期性槽形通孔光欄示意圖；

圖2為光欄安裝示意圖；

圖3為光欄槽形通孔填充上轉化材料示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖及實施例對本實用新型詳述。

如圖1－圖3，本實用新型實施例，制作一種陣列光欄。在一塊基片上周期性的刻劃出槽形通孔。周期與CCD像素單元周期一致，通孔寬度可為周期的十分之一或五分之一，這取決于分辨率要求。將陣列光欄置于CCD陣列前。將光欄安放于CCD陣列前，盡量靠近CCD陣列表面，并對齊光欄通孔與CCD像素點。陣列光欄采用PZT(壓電陶瓷)或步進電機驅動。將光欄的側面與PZT或步進電機相連。通過時序電路，控制光欄橫向移動，步進量與通孔寬度一致。

在采用以上結構的情況下，CCD只能接收到通過通孔的光。在時序電路的控制下，光欄時序的移動。CCD則可讀取不同位置下光譜光強數據，實現高于原來10倍或5倍的分辨率光譜探測。這意味著在探測分辨率不變的情況下，可以減小CCD的尺寸，進而減小光譜儀尺寸。如果在光欄的通孔上填充上轉化材料，則可采用探測可見光波段CCD來實現遠紅外光譜探測。本實用新型的優點在于提高微型光譜儀分辨率，也可實現減小微型光譜儀尺寸。對于遠紅外測量光譜儀，可以降低其制作成本。

具體的，如圖1所示，在色散系統101和CCD?104之間添加一片陣列光欄102.所述陣列光欄102的槽形通孔寬度與槽形通孔周期的比為1：10。并將陣列光欄102與PZT103相連。陣列光欄102盡量貼近CCD104安裝，并將陣列光欄102的槽形通孔202與CCD104的像素單元204對齊。通過電路控制PZT103，使陣列光欄102實現橫向步進功能，步進量與陣列光欄102的槽形通孔寬度一致。最后對光譜進行光譜定標，實現光譜儀分辨率提高10倍。針對遠紅外光譜探測，則在光欄102的槽形通孔上填充上轉化材料303?。遠紅外光譜經過光欄槽形通孔202后，被轉化成可見光譜并被CCD104接收。從而實現遠紅外光譜探測。

盡管結合優選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內，在形式上和細節上對本實用新型做出的各種變化，均為本實用新型的保護范圍。?