[發明專利]微型光纖光譜儀的裝調方法

有效

• 申請號: 201811114733.2
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109269640B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 崔繼承;朱繼偉;彭勇;孟雪;汪璐
• 申請（專利權）人: 長春長光格瑞光電技術有限公司
• 主分類號: G01J3/02
• 分類號: G01J3/02;G01J3/28
• 代理公司: 吉林省長春市新時代專利商標代理有限公司 22204
• 代理人: 邱宇

本發明涉及一種微型光纖光譜儀的裝調方法，該方法包括下述步驟：將裝有狹縫的光纖頭本體固定，使可見光激光器入射進光纖頭本體內；安裝光闌片并調整光闌片的位置，使激光器的光均勻充滿準直鏡，使其工作在最佳的工作狀態；調整光柵俯仰角度使其處于最佳狀態；調整成像鏡的位置和角度，使其處于最佳工作狀態；調整探測器位置與角度的，使其工作處于最佳狀態；完成微型光纖光譜儀的標定。本發明所需專業輔助設備少、操作簡便、易于應用的精確裝調方法，利于實現微型光纖光譜儀的實時在線檢測直讀的光譜分析。

技術領域

本發明屬于光譜技術領域，具體的說涉及一種微型光纖光譜儀的裝調方法。

背景技術

微型光纖光譜儀以平面衍射光柵作為主色散元件，色散后在像面形成按波長順序空間分離的一維光譜。目前，微型光纖光譜儀已經廣泛地應用于各種光學檢測、生物化學分析、工業自動檢測、天文研究等領域，能夠完成對物質輻射的研究、對光與物質相互作用的研究、對物質結構及其能級分布與變化的研究、對物質定性和定量的光譜分析以及星體的研究等。 根據工作波長范圍的不同，微型光纖光譜儀也有不同的分類，比如：真空紫外、紫外、可見光、紅外、近紅外等等；而微型光纖光譜儀的分辨率也因不同需要有所差異。綜上所述，對于微型光纖光譜儀的性能參數不能一概而論。但可以說精確裝調是保證微型光纖光譜儀高分辨率與波長準確性的重要環節之一，只有精確裝調才能保證其結構參數與設計參數盡可能的接近，使成像質量達到最佳狀態。

目前應用的一種微型光纖光譜儀的光路結構，包括光纖頭本體、狹縫、光闌片、準直鏡、平面衍射光柵、成像鏡和探測器；所述準直鏡和成像鏡均采用球面鏡；光纖頭本體使入射光束無俯仰、無傾斜的照射到狹縫和光闌片，從光闌片上的小孔出射的光束照射準直鏡，準直鏡反射的平行光直接入射到平面衍射光柵表面，平面衍射光柵衍射的光束照射到成像鏡上，成像鏡反射的匯聚光由探測器接收。

由于微型光纖光譜儀經交叉色散后在探測器上接收信號，為了保證呈現系統譜圖的成像質量及像差的一致性，光學設計中采用球面鏡作為系統的準直鏡和成像鏡。通過分析，得知系統的成像質量以及像差的一致性對兩片球面鏡的引入誤差非常敏感。排除球面鏡的加工誤差后，其誤差主要來源位置誤差、角度誤差、俯仰誤差，以及滾轉誤差，以上誤差均屬于安裝誤差。采用精確的裝調方法，可以有效的減小各種誤差，使成像質量盡可能的接近設計結果。

目前，國內外對于高精度光學儀器的裝調方法較多，但對于微型光纖光譜儀的精確裝調方法的討論并不多見。大多數裝調方法都需要配合使用多個專業的輔助裝調設備，裝調過程較為繁瑣，對裝調者的經驗依賴較大。同時，由于微型光纖光譜儀結構較小，并且考慮到紫外波段的應用，大多數微型光纖光譜儀均采用封閉式結構設計，這使得輔助裝調設備的使用受到了嚴重的限制。

發明內容

為了克服現有技術存在的上述問題，本發明的目的是要提供一種所需專業輔助設備少、操作簡便、易于應用，并利于實現微型光纖光譜儀的高分辨率、寬譜段范圍的微型光纖光譜儀的裝調方法。

本發明的目的是這樣實現的，一種微型光纖光譜儀的裝調方法：該方法包括以下步驟：

步驟一、將狹縫清潔干凈后，點涂光學膠，然后將狹縫粘在光纖接頭本體內，用鑷子輕輕調整狹縫片位置，使狹縫長邊與光纖頭本體長邊平行。（如圖6）；

步驟二、將裝有狹縫的光纖頭本體安裝固定在機械外殼上（如圖1位置處）；準直鏡安裝于光纖頭本體前，在裝有狹縫的光纖頭本體上確定整個光學系統的坐標原點；

步驟三、取來可見光激光器作為光源，利用光纖將可見光激光器連接到光纖頭本體上，使可見光激光器出射的光束無俯仰、無傾斜地經過狹縫后入射到準直鏡；在狹縫與準直鏡之間安放光闌片，使經過狹縫的光也能經過光闌片的小孔入射到準直鏡，調整光闌片位置使可見光斑均勻充滿準直鏡鏡面，最后固定光闌片位置。光纖頭本體部件細節（如圖7、8、9、10所示）；