[實(shí)用新型]一種傅立葉變換光譜儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320894368.8
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN203672491U
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 華道柱;張良;黃偉;葉華俊;尚艷麗
• 申請（專利權(quán)）人: 聚光科技(杭州)股份有限公司
• 主分類號: G01J3/45
• 分類號: G01J3/45
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種傅立葉變換光譜儀。

背景技術(shù)

傅立葉變換光譜儀采用邁克爾遜干涉儀作為核心部件，其基本原理是：準(zhǔn)直的光束入射干涉儀中，通過干涉儀中動鏡的運(yùn)動，獲取不同光程差下的干涉圖，將獲取的干涉圖進(jìn)行傅立葉變換即可得到對應(yīng)的光譜圖，從而實(shí)現(xiàn)光譜探測。

而傳統(tǒng)的邁克爾遜干涉儀主要是由分束器、固定的平面反射鏡和運(yùn)動的掃描反射鏡構(gòu)成，其中平面反射鏡和掃描反射鏡正交，且兩者與分束器的夾角均為45度。由于受到分束鏡的偏振效應(yīng)影響，通過干涉儀的光束能量相對較低。

這種干涉儀在經(jīng)過分束器之后，反射光路和透射光路相互正交，這就使得干涉儀的器件分別在反射和透射兩個光路方向上延伸，大大增大了干涉儀的體積。

雖然通過縮短光路可以實(shí)現(xiàn)干涉儀體積的縮小，但控制掃描反射鏡移動的移動器件本身也會占據(jù)兩個光路方向上的空間，不能從根本上解決干涉儀體積大的問題，也就無法有效的減小傅立葉變換光譜儀的體積。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本實(shí)用新型提供了一種體積小、成本低、分辨率高、公差要求小的傅立葉變換光譜儀。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種傅立葉變換光譜儀，包括：

光源和準(zhǔn)直單元，所述光源發(fā)出的光經(jīng)準(zhǔn)直單元準(zhǔn)直后入射到分束器上；

分光單元，所述分光單元包括分束器、透射光折疊鏡、第一反射鏡、第二反射鏡和移動部件；所述分束器將入射光分成兩束，分束后的反射光被第一反射鏡回射至分束器，分束后的透射光經(jīng)過所述透射光折疊鏡反射后被第二反射鏡回射至分束器；所述透射光折疊鏡將所述透射光折向所述反射光的方向；所述移動部件移動所述第一反射鏡和/或第二反射鏡用于改變光程差；

探測單元，經(jīng)過第一反射鏡、第二反射鏡回射的光經(jīng)過所述分束器透射、反射后被探測單元接收。

作為優(yōu)選，所述透射光折疊鏡為平面反射鏡。

作為優(yōu)選，所述透射光折疊鏡與所述分束器平行。

作為優(yōu)選，所述第一反射鏡和/或第二反射鏡為平面反射鏡或角反射鏡。

進(jìn)一步，所述第一反射鏡、第二反射鏡均為角反射鏡時，所述移動部件轉(zhuǎn)動移動所述第一反射鏡、第二反射鏡。

進(jìn)一步，所述移動部件包括擺軸和分別與擺軸相連的第一擺臂、第二擺臂，所述第一反射鏡、第二反射鏡分別與第一擺臂、第二擺臂相連；所述擺軸帶動第一擺臂、第二擺臂擺動，第一擺臂、第二擺臂再帶動第一反射鏡、第二反射鏡運(yùn)動，改變光程差。

進(jìn)一步，所述光源發(fā)出的光經(jīng)準(zhǔn)直單元準(zhǔn)直后以30°角入射到分束器上。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

1、體積小、成本低

通過透射光路中的透射光折疊鏡將透射光向反射光的方向上折疊，因原有的反射光光路仍有器件，透射光轉(zhuǎn)向反射光的方向不會額外占據(jù)反射光方向上的空間，使得光譜儀在透射方向上的空間大大減小，縮小了光譜儀的體積；

通過將透射光向反射光的方向上折疊，可以方便地采用一個動力機(jī)構(gòu)同時控制反射和透射兩個光路方向上的反射鏡的移動，從而實(shí)現(xiàn)了采用最少的光學(xué)器件實(shí)現(xiàn)光譜儀體積減小的目的，降低了成本。

2、高光譜分辨率

在線性馬達(dá)帶動下，可以獲取馬達(dá)移動行程兩倍的光程差；在擺臂擺動機(jī)構(gòu)帶動下，可以實(shí)現(xiàn)約4倍角鏡在光軸方向運(yùn)動距離的光程差，提高了光譜儀的光譜分辨率。

3、公差要求小

本實(shí)用新型的光譜儀使用單一折疊鏡實(shí)現(xiàn)光路折疊，利用較少的光學(xué)器件縮小了干涉儀的體積的同時，也可選用角反射鏡實(shí)現(xiàn)光束回射，降低了光譜儀光學(xué)準(zhǔn)直精度，便于制作實(shí)現(xiàn)。

4、光束能量利用率高

本實(shí)用新型采用30°角斜入射的方式，經(jīng)分束器分束的反射光和透射光不再相互正交，可以降低由分束鏡引入的偏振效應(yīng)的影響，使更多的光通過干涉儀，光束能量利用率高。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1中傅立葉變換光譜儀結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實(shí)施例2中傅立葉變換光譜儀結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實(shí)施例4中傅立葉變換光譜儀結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

請參閱圖1，一種傅立葉變換光譜儀，應(yīng)用于紅外領(lǐng)域，包括光源11、準(zhǔn)直單元12、分光單元201和探測單元3。

所述光源11發(fā)出的光經(jīng)準(zhǔn)直單元12準(zhǔn)直后入射到分束器21上；所述光源11為紅外光源，所述準(zhǔn)直單元12的準(zhǔn)直鏡為拋物面反射鏡；