專利名稱：一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分光譜儀領(lǐng)域，具體為一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀。
背景技術(shù)：
光譜分析是物理、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域普遍使用的元素分析手段。各種結(jié)構(gòu)的物質(zhì)都具有自己的特征光譜，光譜分析法是利用特征光譜研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或測(cè)定其化學(xué)成分。一般情況下研究對(duì)象含有多種特征譜線，很多科學(xué)實(shí)驗(yàn)需要通過(guò)研究其快速變化的過(guò)程，了解物理或化學(xué)過(guò)程的內(nèi)在機(jī)制。比如等離子體中的雜質(zhì)輻射、中子輻射、X射線等。因此，進(jìn)行兆赫茲以上的特征譜線強(qiáng)度分析，在科學(xué)研究中具有重要意義。目前，多波段兆赫茲以上的特征譜線強(qiáng)度分析主要靠二維多色儀、filterscope手 段。二維多色儀主要有光柵多色儀和光纖光譜儀等。其優(yōu)點(diǎn)在于有較高的空間分辨率(O. Olnm),缺點(diǎn)在于可使用波長(zhǎng)范圍短(一般只有幾十-幾百nm)、時(shí)間響應(yīng)率低(響應(yīng)速度〈10kHz)、價(jià)格昂貴等。Filterscope主要通過(guò)光纖束收集入射光,在filterscope入口處將光束分開配置到不同通道，每個(gè)通道使用特征譜線通過(guò)的濾光片。優(yōu)點(diǎn)是波長(zhǎng)可選擇范圍寬，譜信號(hào)響應(yīng)速度高；缺點(diǎn)是光纖被分割后單個(gè)通道獲得信號(hào)小，同時(shí)限制其進(jìn)一步提高米樣速度。綜上所述，目前對(duì)于多特征譜線的同時(shí)快速分析，在空間測(cè)量范圍和測(cè)量頻率上難以兼顧。尋找一種高信噪比、高采樣頻率、寬范圍的多譜同時(shí)測(cè)量?jī)x器，對(duì)于物理、化學(xué)、生物領(lǐng)域中快過(guò)程的研究具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，以實(shí)現(xiàn)光信號(hào)中多譜線的高頻同時(shí)采樣。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為
一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，包括有密閉殼體，其特征在于殼體一側(cè)側(cè)壁從下至上依次設(shè)有一個(gè)光出射裝置、多個(gè)光接收裝置，殼體另一側(cè)側(cè)壁從下至上依次設(shè)有多個(gè)光接收裝置，所述光出射裝置由耦合入射光的光纖、依次置于光纖出光口的聚焦透鏡、第一級(jí)中繼透鏡構(gòu)成，光出射裝置中光纖出光口位于聚焦透鏡焦點(diǎn)上，由聚焦透鏡將光纖出射光變成平行光出射至第一級(jí)中繼透鏡；所述光接收裝置由光電探測(cè)器、依次置于光電探測(cè)器入光口的帶通濾光片、中繼透鏡，置于帶通濾光片與光電探測(cè)器之間將入射光會(huì)聚至光電探測(cè)器的聚焦透鏡構(gòu)成，光接收裝置中帶通濾光片除帶通區(qū)域外其他區(qū)域采用高反射膜，帶通濾光片的帶通區(qū)域置于光電探測(cè)器響應(yīng)區(qū)間內(nèi)。所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于一個(gè)光接收裝置構(gòu)成一級(jí)通道，通道波段由光接收裝置中帶通濾光片的帶通區(qū)決定，通道波長(zhǎng)由光接收裝置中光電探測(cè)器響應(yīng)區(qū)間決定。
所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于不同通道帶通區(qū)間不同。所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于各個(gè)光接收裝置中的光電探測(cè)器可為不同類型的光電探測(cè)器。所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于帶通濾光片一面表面鍍高反射膜，最大程度反射帶通區(qū)域以外信號(hào)；另一面鍍?cè)鐾改?，?duì)帶通區(qū)域信號(hào)增加透射性。所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于每個(gè)光接收裝置中，帶通濾波片緊貼中繼透鏡，濾光片鍍?cè)鐾改っ娉蛑欣^透鏡設(shè)置。所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于與光纖耦合的入射通道首先使用聚焦透鏡將光纖光變?yōu)槠叫泄狻?所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于后續(xù)中繼透鏡保證信號(hào)在整個(gè)來(lái)回反射過(guò)程以近似平行光傳輸。本發(fā)明中，光信號(hào)中不同波段依次從不同的通道分出，能夠?qū)崿F(xiàn)光信號(hào)中多譜線高頻同時(shí)采樣的功能，具有信噪比高、采樣頻率高、采樣范圍寬的優(yōu)點(diǎn)。


圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所不。一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀,包括有密閉殼體,殼體一側(cè)側(cè)壁從下至上依次設(shè)有一個(gè)光出射裝置、多個(gè)光接收裝置，殼體另一側(cè)側(cè)壁從下至上依次設(shè)有多個(gè)光接收裝置，光出射裝置由耦合入射光的光纖、依次置于光纖出光口的聚焦透鏡、第一級(jí)中繼透鏡構(gòu)成，光出射裝置中光纖出光口位于聚焦透鏡焦點(diǎn)上，由聚焦透鏡將光纖出射光變成平行光出射至第一級(jí)中繼透鏡；光接收裝置由光電探測(cè)器、依次置于光電探測(cè)器入光口的帶通濾光片、中繼透鏡，置于帶通濾光片與光電探測(cè)器之間將入射光會(huì)聚至光電探測(cè)器的聚焦透鏡構(gòu)成，光接收裝置中帶通濾光片除帶通區(qū)域外其他區(qū)域采用高反射膜，帶通濾光片的帶通區(qū)域置于光電探測(cè)器響應(yīng)區(qū)間內(nèi)。一個(gè)光接收裝置構(gòu)成一級(jí)通道，通道波段由光接收裝置中帶通濾光片的帶通區(qū)決定，通道波長(zhǎng)由光接收裝置中光電探測(cè)器響應(yīng)區(qū)間決定。各個(gè)光接收裝置中的光電探測(cè)器可為不相同類型的光電探測(cè)器。帶通濾光片一面鍍高反膜，一面鍍?cè)鐾改?。每個(gè)光接收裝置中，帶通濾波片緊貼中繼透鏡，增透膜面朝向中繼透鏡設(shè)置。與光纖耦合的入射通道首先使用聚焦透鏡將光纖光變?yōu)槠叫泄?。后續(xù)中繼透鏡保證信號(hào)在整個(gè)來(lái)回反射過(guò)程以近似平行光傳輸
本發(fā)明中，光出射裝置的出射光被殼體兩側(cè)側(cè)壁上光接收裝置從上至下依次交叉接收并反射，即光出射裝置中光纖出射光依次經(jīng)過(guò)聚焦透鏡、中繼透鏡后出射至對(duì)側(cè)側(cè)壁最下方的光接收裝置，對(duì)側(cè)側(cè)壁最下方的光接收裝置中帶通濾光片將光接收裝置內(nèi)濾光片透過(guò)的入射光部分透射，其它部分反射，透射光經(jīng)過(guò)光接收裝置內(nèi)聚焦透鏡后入射至光電探測(cè)器，反射光被反射至光出射裝置上方相鄰的光接收裝置中，依此形式，光出射裝置的出射光被殼體兩側(cè)側(cè)壁上光接收裝置從上至下依次交叉 接收并反射。
權(quán)利要求
1.一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀,包括有密閉殼體,其特征在于殼體一側(cè)側(cè)壁從下至上依次設(shè)有一個(gè)光出射裝置、多個(gè)光接收裝置，殼體另一側(cè)側(cè)壁從下至上依次設(shè)有多個(gè)光接收裝置，所述光出射裝置由耦合入射光的光纖、依次置于光纖出光口的聚焦透鏡、第一級(jí)中繼透鏡構(gòu)成，光出射裝置中光纖出光口位于聚焦透鏡焦點(diǎn)上，由聚焦透鏡將光纖出射光變成平行光出射至第一級(jí)中繼透鏡；所述光接收裝置由光電探測(cè)器、依次置于光電探測(cè)器入光口的帶通濾光片、中繼透鏡，置于帶通濾光片與光電探測(cè)器之間將入射光會(huì)聚至光電探測(cè)器的聚焦透鏡構(gòu)成，光接收裝置中帶通濾光片除帶通區(qū)域外其他區(qū)域采用高反射膜，帶通濾光片的帶通區(qū)域置于光電探測(cè)器響應(yīng)區(qū)間內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于一個(gè)光接收裝置構(gòu)成一級(jí)通道，通道波段由光接收裝置中帶通濾光片的帶通區(qū)決定，通道波長(zhǎng)與光接收裝置中光電探測(cè)器響應(yīng)區(qū)間一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于不同通道帶通區(qū)間不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于各個(gè)光接收裝置中的光電探測(cè)器可為不相同類型的光電探測(cè)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于帶通濾光片一面表面鍍高反射膜，最大程度反射帶通區(qū)域以外信號(hào)；另一面鍍?cè)鐾改?，?duì)帶通區(qū)域信號(hào)增加透射性。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于每個(gè)光接收裝置中，帶通濾波片緊貼中繼透鏡，濾光片鍍?cè)鐾改っ娉蛑欣^透鏡設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于與光纖耦合的入射通道首先使用聚焦透鏡將光纖光變?yōu)槠叫泄狻?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，其特征在于后續(xù)中繼透鏡保證信號(hào)在整個(gè)來(lái)回反射過(guò)程以近似平行光傳輸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多通道高響應(yīng)濾光片分光譜儀，包括有密閉殼體，殼體一側(cè)側(cè)壁從下至上依次設(shè)有一個(gè)光出射裝置、多個(gè)光接收裝置，殼體另一側(cè)側(cè)壁從下至上依次設(shè)有多個(gè)光接收裝置，每個(gè)通道設(shè)計(jì)相應(yīng)濾光片和中繼透鏡。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)光信號(hào)中多譜線高頻同時(shí)采樣的功能，具有信噪比高、采樣頻率高、采樣范圍寬的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01J3/28GK102954940SQ20121040891
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者臧慶, 陳慧, 趙君煜 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所