[發明專利]一種折射旋轉掃描干涉儀

有效

• 申請號: 201410382154.1
• 申請日: 2014-08-05
• 公開（公告）號: CN104155004A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 徐亮;馮明春;高閩光;童晶晶;李勝;李相賢;張玉鈞;劉建國;劉文清
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01J3/45
• 分類號: G01J3/45
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及光學領域，具體指一種折射旋轉掃描干涉儀。

背景技術

傅立葉變換紅外光譜(FTIR)儀由于具有高光通量，低噪聲，測量速度快等優點，以及可進行實時的多組分同時探測等獨特的優勢，在環境監測、化學分析、藥品成分分析等方面都有廣泛的應用。

傅立葉變換紅外光譜儀的主要光學部件是經典的邁克爾遜干涉儀，經典邁克爾遜干涉儀要求動鏡和定鏡嚴格垂直，但在實際工作環境中，由于動鏡在移動中很難保證兩個動鏡與定鏡互相垂直，使得光路產生剪切、傾斜等效應，降低了干涉效率，增加了光譜噪聲，限制了系統的應用領域。

本發明提出的折射旋轉掃描干涉儀，用轉動代替直線運動來實現光程差的改變，能夠克服動鏡在直線運動中帶來的光路傾斜和剪切影響，同時可以實現快速的光譜測量，具有良好的抗干擾性和穩定性。

發明內容

本發明提出一種折射旋轉掃描干涉儀，借助于干涉儀中的平面折射窗片的旋轉來產生光程差，提高了干涉儀運行過程中的穩定性，并加快了光譜測量速度。

本發明采用的技術方案是：

一種折射旋轉掃描干涉儀，包括分束器和折射窗片，其特征在于：所述的分束器水平放置，所述的折射窗片位于分束器左側一定距離間隔處，所述的分束器和折射窗片中間的前后對稱位置分別設有平面反射鏡一和平面反射鏡二，還包括拋物面鏡一和拋物面鏡二，角反射鏡一和角反射鏡二，所述的拋物面鏡一和拋物面鏡二與平面反射鏡一和平面反射鏡二關于分束器中心對稱，所述的角反射鏡一和角反射鏡二與平面反射鏡一和平面反射鏡二關于折射窗片中心對稱；所述的拋物面鏡一的焦點上設有光源，所述的拋物面鏡二的焦點上設有光探測系統；

所述的光源發射的光束經拋物面鏡一反射得到平行光束入射到分束器上，所述的分束器將平行光束分為反射光路上的光束一和透射光路上的光束二，所述的反射光路上的光束一依次經過平面反射鏡一、折射窗片到達角鏡二，所述的透射光路上的光束二依次經過平面反射鏡二、折射窗片到達角鏡一，所述的折射窗片高速旋轉，所述的角鏡二和角鏡一反射光束一和光束二返回再次經過折射窗片得到光束三和光束四，所述的光束三和光束四之間具有一定的光程差，并根據光路可逆，所述的光束三和光束四沿原路返回到分束器并發生干涉產生干涉光束，所述拋物面鏡二接收干涉光束并發送到探測器中進行探測。

所述的光束一和光束二在折射窗片上交與一交叉點，所述的交叉點與所述的折射窗片中心重合，所述的折射窗片中心安裝有連接高速電機的轉軸，所述的折射窗片在高速電機的控制下高速旋轉。

所述的拋物面鏡一和拋物面鏡二為離軸拋物面鏡。

所述的干涉光束之間的光程差由折射窗片的厚度d、折射率n以及折射窗片旋轉角度θ共同決定，光程差為

δ=4d[n2-12-12sin2θ-n2-12+12sin2θ+2sinθ].]]>

本發明的優點：

本發明中的折射窗片通過高速電機旋轉使光束產生光程差，每旋轉一周獲得四幅干涉圖，提高了測量速度，通過伺服控制以恒定轉速來旋轉折射窗片，不需激光參考干涉儀，降低了一定的成本費用。