[發明專利]Chernin型多光程氣體吸收腔的四物鏡組定位方法

有效

• 申請號: 201510342251.2
• 申請日: 2015-06-18
• 公開（公告）號: CN105785551B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 郭崟;孫利群;劉子龍
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G02B7/182
• 分類號: G02B7/182
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司11018
• 代理人: 梁少微,王麗琴

技術領域

本發明涉及紫外可見光譜定量分析技術領域，特別涉及一種Chernin型多光程氣體吸收腔的四物鏡組定位方法。

背景技術

多光程氣體吸收腔是基于光學吸收原理氣體定量分析儀器的重要部件。基于朗伯比爾吸收定律，在給定的光源強度和探測系統噪聲等效光功率和量子效率時，增加氣體的吸收光程，可使儀器對氣體定量分析的檢出限達到ppbv量級，提高探測靈敏度。這對大氣環境監測具有十分重要的意義。

常規使用Chernin型四物鏡多光程折疊腔，四物鏡組均采用傳統的球面反射鏡(球面頂點在圓形光闌正中心)，為實現所設計的吸收光程，必須將四個物鏡分別進行俯仰和偏擺的角度調節，實際調節起來非常困難，考慮到振動，要滿足所有鏡子同時達到所設計的絕對位置值，實現難度大，穩定性無法長期滿足，而且當失調的時候，無法判斷是哪個鏡子位置失調。

發明內容

有鑒于此，本發明的發明目的是：在保證相同優良輸出像質的同時，提高裝調效率。

為達到上述目的，本發明的技術方案具體是這樣實現的：

本發明提供了一種Chernin型多光程氣體吸收腔的四物鏡組定位方法，該方法包括：

對母球面反射鏡進行切割，形成四物鏡組的四個子球面反射鏡；

根據各子球面反射鏡目標曲率中心坐標之間具有相對共軛的位置關系，確定各子球面反射鏡的目標曲率中心坐標；

將每個子球面反射鏡平移至各自對應的目標曲率中心坐標點。

由上述的技術方案可見，本發明將母球面反射鏡進行了切割后平移，使得每個子球面反射鏡的曲率中心在所設計的共軛位置上，從而將傳統四物鏡Chernin型多通氣體吸收腔四個物鏡從分別的俯仰和偏擺調節轉換為橫向和縱向的位移調節，提高裝調效率。

附圖說明

圖1為基于Chernin型多光程氣體吸收腔的測試系統組成框圖。

圖2為Chernin型多光程氣體吸收腔的兩端分別相對設置有四物鏡組和凸型場鏡組的示意圖。

圖3為本發明提出的一種Chernin型多光程氣體吸收腔的四物鏡組定位方法的流程示意圖。

圖4為本發明四物鏡組切割時，以及定位后的坐標參數示意圖。

圖5為本發明在凸型場鏡組上形成m行×n列的矩陣型光斑分布示意圖。

圖6a為第一子周期的反射示意圖。

圖6b為第二子周期的反射示意圖。

圖7為凸型場鏡組的尺寸參數示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案、及優點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發明進一步詳細說明。

圖1為基于Chernin型多光程氣體吸收腔的測試系統組成框圖。包括耦合輸入單元101，Chernin型多光程氣體吸收腔102，耦合輸出單元103，光譜探測單元104。耦合輸入單元101包括集光器、多模光纖、準直器等，耦合輸出單元103包括耦合透鏡，光譜探測單元104包括光譜儀。

Chernin型多光程氣體吸收腔102的兩端分別相對設置有四物鏡組11和凸型場鏡組12，如圖2所示。

本發明中四物鏡組11是通過一個母球面反射鏡切割得到的四個子球面反射鏡M1、M2、M3和M4，并且將這四個子球面反射鏡進行二維調節，達到所設計的光程。凸型場鏡組12包括兩個矩形凹面反射鏡，分別為第一凹面反射鏡F1和第二凹面反射鏡F2，F1和F2保持球面頂點坐標垂直分布，并膠合在一起。

凸型場鏡組12一側對稱設置有光源入射窗口和出射窗口，光源從入射窗口進入吸收腔體，經過凸型場鏡組和定位后的四物鏡組之間的多次反射，從出射窗口出射。