[發(fā)明專利]基于柵格分束器的空間調(diào)制型光譜儀及制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410086288.9
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN104006884A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁中翥;王維彪;梁靜秋;呂金光;秦余欣;田超;王文叢
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號: G01J3/45
• 分類號: G01J3/45;G01N21/35;G01N21/01
• 代理公司: 長春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光譜分析儀器領(lǐng)域，涉及一種新型空間調(diào)制傅里葉變換紅外光譜儀制作方法，具體涉及一種基于柵格型分束器和多級階梯微反射鏡的空間調(diào)制傅里葉變換紅外光譜儀系統(tǒng)的制作方法。?

背景技術(shù)

傅里葉變換光譜儀由于具備較高的光通量和多通道傳輸能力，在物質(zhì)光譜特性分析中有著廣泛的應(yīng)用。它可進(jìn)行高精度的光譜測量，進(jìn)行定性或定量分析，可對未知物進(jìn)行探測，因此在諸多領(lǐng)域得到了十分廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前，環(huán)境和安全監(jiān)測、醫(yī)療分析檢測、空間探測、氣象或資源探測、軍事地物偵察分析以及反恐防化等領(lǐng)域?qū)Ω呔取⑽⑿突洼p量化的傅里葉紅外光譜分析系統(tǒng)有迫切需求。但目前普遍應(yīng)用的傅里葉變換紅外光譜儀是基于邁克爾遜干涉儀的時(shí)間調(diào)制型光譜儀。其內(nèi)部存在著可動(dòng)部件，導(dǎo)致其體積、重量較大，對工作環(huán)境要求嚴(yán)格，不利于實(shí)時(shí)性與在線測量。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有光譜儀結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在著可動(dòng)部件，導(dǎo)致其體積、重量較大，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用昂貴，并且不利于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性與在線測量的問題，提供一種基于柵格分束器的空間調(diào)制型光譜儀及制作方法。?

基于柵格分束器的空間調(diào)制型光譜儀，包括紅外光源、準(zhǔn)直系統(tǒng)、樣品池、干涉系統(tǒng)、縮束系統(tǒng)和紅外CCD，所述干涉系統(tǒng)包括多級小階梯微反射鏡、柵格型分束器和多級大階梯微反射鏡；紅外光源發(fā)出的光經(jīng)準(zhǔn)直系統(tǒng)準(zhǔn)直成紅外平行光，所述紅外平行光經(jīng)過樣品池樣品吸收后經(jīng)柵格型分束器分成相干的兩束光；一束光入射到多級大階梯微反射鏡上，并經(jīng)多級大階梯微反射鏡反射到柵格型分束器，另一束光入射到多級小階梯微反射鏡上，并經(jīng)多級小階梯微反射鏡反射到柵格型分束器；所述經(jīng)柵格型分束器反射后的光經(jīng)縮束系統(tǒng)后，在紅外CCD上獲得干涉條紋；對干涉條紋做傅里葉變換就可以獲得待測物的光譜信息。?

基于柵格分束器的空間調(diào)制型光譜儀的制作方法，其特征是，該方法由以?下步驟實(shí)現(xiàn)：?

步驟一、制作基底，選取基底材料，材料選為鋁、銅、鈦、不銹鋼或硅中的任一種；并對基底表面進(jìn)行拋光處理；拋光面粗糙度小于等于10微米，平面度小于等于50微米；?

步驟二、在拋光后的基底上用精密機(jī)械加工方法或基于MOEMS技術(shù)的光刻與腐蝕方法制作相互垂直的參考線作為第一光軸參考基準(zhǔn)線和第二光軸參考基準(zhǔn)線。根據(jù)分析計(jì)算，同時(shí)制作柵格型分束器的微型調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、多級大階梯微反射鏡的定位基準(zhǔn)，并在基準(zhǔn)上安裝微型調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、多級小階梯微反射鏡的定位基準(zhǔn)，并在基準(zhǔn)上安裝微型調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、準(zhǔn)直系統(tǒng)的微型調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、縮束系統(tǒng)的微型調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以及紅外CCD的微型調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；?

步驟三、在基底之外，在第一光軸參考基準(zhǔn)線和第二光軸參考基準(zhǔn)線的兩端分別安放四個(gè)激光器，調(diào)節(jié)第一激光器和第二激光器的角度和位置，使第一激光器和第二激光器發(fā)出的光重合于第一光軸參考基準(zhǔn)線，調(diào)節(jié)第三激光器和第四激光器的角度和位置，使第三激光器和第四激光器發(fā)出的光重合于第二光軸參考基準(zhǔn)線；調(diào)節(jié)四個(gè)激光器的高度至光學(xué)器件的中心高度；?

步驟四、將柵格型分束與第一光軸參考基準(zhǔn)線成45°擺放；將柵格型分束器安裝柵格型分束器的微型調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上，在第四激光器的前面放置光闌，調(diào)節(jié)光闌的位置，使第四激光器出射的激光經(jīng)過光闌的中心；然后調(diào)節(jié)柵格型分束器的角度和位置，使第二激光器出射的光經(jīng)柵格型分束器反射之后經(jīng)過光闌的小孔中心入射到第四激光器的孔中，固定柵格型分束器；?

步驟五、將多級大階梯微反射鏡安裝到多級大階梯微反射鏡的微型調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、多級小階梯微反射鏡安裝到多級小階梯微反射鏡的微型調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上；將光闌移動(dòng)到第一激光器的前面，采用第一激光器及光闌對多級大階梯微反射鏡進(jìn)行調(diào)節(jié)，并固定多級大階梯微反射鏡；將光闌移動(dòng)到第四激光器的前面，采用第四激光器以光闌對多級小階梯微反射鏡進(jìn)行調(diào)節(jié)，并固定多級小階梯微反射鏡；?

步驟六、將光闌移動(dòng)到第一激光器的前面；采用第一激光器及光闌對準(zhǔn)直系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)準(zhǔn)直系統(tǒng)的兩端的鏡片反射的光都通過光闌的小孔中心的時(shí)候，固定準(zhǔn)直系統(tǒng)；將縮束系統(tǒng)安裝到縮束系統(tǒng)的微型調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上；將光闌移?動(dòng)到第四激光器的前面，采用第二激光器以及光闌對縮束系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)縮束系統(tǒng)的前后兩端的鏡片反射的光都通過光闌的小孔中心的時(shí)候，固定縮束系統(tǒng)。?

步驟七、將四個(gè)激光器和光闌都去除，然后將紅外CCD安放到基底上的微型調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上，調(diào)節(jié)紅外CCD的位置，當(dāng)在紅外CCD上清晰的兩個(gè)多級階梯微反射鏡的像時(shí)固定紅外CCD。?

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、重復(fù)性好、工作可靠，輕量化的基于柵格分束器的空間調(diào)制型光譜儀及制作方法。?