一种分光系统的制作方法

本发明涉及光学仪器技术领域，特别是涉及一种分光系统。

背景技术

随着科学技术的发展，在越来越多的应用领域需要对目标进行多波段成像。目前实现多波段成像主要采用同一光学系统对目标成像，在其中加入分光系统进行分光处理，从而实现对目标的多波段成像。

而目前使用的分光系统一般具有结构复杂、光路结构整体体积大、成本高等缺点。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种分光系统，可以将不同波长范围的光区分开，结构相对简单，系统整体小型化。其具体方案如下：

一种分光系统，包括：

光源，用于提供包含第一波长范围、第二波长范围和第三波长范围的入射光束，第一波长范围、第二波长范围和第三波长范围之间为递增或递减关系；

准直透镜，设置所述入射光束的传输光路上，用于将所述入射光束准直为平行光；

棱镜复合结构，设置所述平行光的传输光路上，由第一棱镜、第二棱镜和第三棱镜通过胶合剂胶合组成，用于对所述平行光进行分光，分为具有第一波长范围的第一出射光，具有第二波长范围的第二出射光和具有第三波长范围的第三出射光，且分别从所述第一棱镜、所述第二棱镜和所述第三棱镜射出。

优选地，在本发明实施例提供的上述分光系统中，所述第一出射光和所述第二出射光出射方向相反且均与所述平行光入射方向相互垂直；所述第三出射光出射方向与所述平行光入射方向相互平行。

优选地，在本发明实施例提供的上述分光系统中，所述第一棱镜具有四个工作面；其中，

所述第一棱镜的第一工作面是入射面；

所述第一棱镜的第二工作面是仅对具有所述第一波长范围和所述第二波长范围的光线进行反射的反射面；

所述第一棱镜的第三工作面是仅对具有所述第一波长范围的光线进行反射的反射面；

所述第一棱镜的第四工作面是对具有所述第一波长范围的光线进行折射以形成所述第一出射光的出射面。

优选地，在本发明实施例提供的上述分光系统中，所述第二棱镜具有两个工作面；其中，

所述第二棱镜的第一工作面与所述第一棱镜的第三工作面胶合；

所述第二棱镜的第二工作面与所述平行光入射方向相互平行，是将具有所述第二波长范围的光线进行垂直出射以形成所述第二出射光的出射面。

优选地，在本发明实施例提供的上述分光系统中，所述第三棱镜具有两个工作面；其中，

所述第三棱镜的第一工作面与所述第一棱镜的第二工作面胶合；

所述第三棱镜的第二工作面与所述第一棱镜的第一工作面相互平行，是对具有所述第三波长范围的光线进行折射以形成所述第三出射光的出射面。

优选地，在本发明实施例提供的上述分光系统中，所述第一棱镜的第一工作面与所述平行光入射方向之间的夹角范围为70°至90°。

优选地，在本发明实施例提供的上述分光系统中，经所述第一棱镜的第二工作面反射后的具有所述第一波长范围和所述第二波长范围的光线传播方向与所述平行光入射方向互相垂直；

所述第一棱镜的第二工作面与所述平行光入射方向之间的夹角范围为30°至60°。

优选地，在本发明实施例提供的上述分光系统中，所述第一棱镜的第三工作面与所述平行光入射方向之间的夹角范围为10°至16°。

优选地，在本发明实施例提供的上述分光系统中，所述光源的通道为光纤。

优选地，在本发明实施例提供的上述分光系统中，所述第一出射光、所述第二出射光和所述第三出射光均为平行光束，可外加聚焦透镜或外接分光片。

本发明所提供的一种分光系统，包括：光源，用于提供包含第一波长范围、第二波长范围和第三波长范围的入射光束，第一波长范围、第二波长范围和第三波长范围之间为递增或递减关系；准直透镜，设置所述入射光束的传输光路上，用于将所述入射光束准直为平行光；棱镜复合结构，设置所述平行光的传输光路上，由第一棱镜、第二棱镜和第三棱镜通过胶合剂胶合组成，用于对所述平行光进行分光，分为具有第一波长范围的第一出射光，具有第二波长范围的第二出射光和具有第三波长范围的第三出射光，且分别从所述第一棱镜、所述第二棱镜和所述第三棱镜射出。本发明通过光源、准直透镜和三个棱镜胶合成的棱镜复合结构，就可以达到将不同波长范围的光区分开的目的，结构相对简单，系统整体小型化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的分光系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种分光系统，如图1所示，包括：

光源1，用于提供包含第一波长范围λ1、第二波长范围λ2和第三波长范围λ3的入射光束，第一波长范围λ1、第二波长范围λ2和第三波长范围λ3之间为递增或递减关系；

准直透镜2，设置所述入射光束的传输光路上，用于将所述入射光束准直为平行光；

棱镜复合结构3，设置所述平行光的传输光路上，由第一棱镜31、第二棱镜32和第三棱镜33通过胶合剂胶合组成，用于对所述平行光进行分光，分为具有第一波长范围λ1的第一出射光，具有第二波长范围λ2的第二出射光和具有第三波长范围λ3的第三出射光，且分别从所述第一棱镜31、所述第二棱镜32和所述第三棱镜33射出。

在本发明实施例提供的上述分光系统中，包括光源、准直透镜和由三个棱镜胶合成的棱镜复合结构，其中准直透镜将光源提供的光转换成平行光，以保证光线与光路同一工作面的入射角一致，然后平行光通过棱镜复合结构分成不同波长范围的光(λ1、λ2和λ3)，且分别从棱镜复合结构中的不同棱镜射出，以达到将不同波长范围的光区分开的目的，棱镜复合结构采用三个棱镜的胶合结构组成一个整体，在实际应用中作为一个物料使用，操作方便，整体结构相对简单，系统整体小型化。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述分光系统中，如图1所示，所述第一出射光(具有第一波长范围λ1)和所述第二出射光(具有第二波长范围λ2)出射方向可以相反，如一个向上方向，另一个向下方向，且均与所述平行光入射方向(如水平方向)相互垂直；所述第三出射光(具有第三波长范围λ3)出射方向与所述平行光入射方向可以相互平行，均可以为水平方向。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述分光系统中，如图1所示，所述第一棱镜31具有四个工作面；其中，所述第一棱镜31的第一工作面31a是入射面；所述第一棱镜31的第二工作面31b是仅对具有所述第一波长范围λ1和所述第二波长范围λ2的光线进行反射的反射面；所述第一棱镜31的第三工作面31c是仅对具有所述第一波长范围λ1的光线进行反射的反射面；所述第一棱镜31的第四工作面31d是对具有所述第一波长范围λ1的光线进行折射以形成所述第一出射光的出射面。

较佳地，首先，所述第一棱镜31的第一工作面31a与所述平行光入射方向之间的夹角范围可以设置为70°至90°，角度公差为±0.5°，以调整合适的具有第一波长范围λ1的第一出射光出光面位置。然后，经所述第一棱镜31的第二工作面31b反射后的具有所述第一波长范围λ1和所述第二波长范围λ2的光线传播方向与所述平行光入射方向可以互相垂直；此时所述第一棱镜31的第二工作面31b与所述平行光入射方向之间的夹角范围可以设置为30°至60°，角度公差为±0.5°。其次，所述第一棱镜31的第三工作面31c与所述平行光入射方向之间的夹角可以依据第一波长范围λ1、第二波长范围λ2边界波长范围的间隔范围进行确定，具体的夹角范围可以设置为10°至16°，角度公差为±0.5°。另外，所述第一棱镜31的第四工作面31的角度可以依据第一棱镜31的折射率，保证第一出射光出射方向垂直于平行光入射方向即可，角度公差为±3°。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述分光系统中，如图1所示，所述第二棱镜32具有两个工作面；其中，所述第二棱镜32的第一工作面32a与所述第一棱镜31的第三工作面31c胶合；所述第二棱镜32的第二工作面32b与所述平行光入射方向相互平行，是可以将具有所述第二波长范围λ2的光线进行垂直出射以形成所述第二出射光的出射面，以保证第二出射光出光方向不变。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述分光系统中，如图1所示，所述第三棱镜33具有两个工作面；其中，所述第三棱镜33的第一工作面33a与所述第一棱镜31的第二工作面31b胶合；为了使所述第三出射光(具有第三波长范围λ3)出射方向与所述平行光入射方向相互平行，所述第三棱镜33的第二工作面33b与所述第一棱镜31的第一工作面31a相互平行，是对具有所述第三波长范围λ3的光线进行折射以形成所述第三出射光的出射面。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述分光系统中，如图1所示，所述第一出射光、所述第二出射光和所述第三出射光均可以为平行光束，可外加聚焦透镜对光路进行聚焦应用，或外接分光片对光波进一步细分。

需要说明的是，本发明中的分光光路是可逆的，即出光方向可以用作同波长范围的光源入射光方向，以达到光路的多种应用。例如：图1中的具有第一波长范围λ1的第一出射光和具有第二波长范围λ2的第二出射光的光路方向均可以逆向，也就是说，具有第一波长范围λ1的第一出射光和具有第二波长范围λ2的第二出射光均可以作为入射光束，入射至棱镜复合结构，通过棱镜复合结构的作用可以将具有第一波长范围λ1和具有第二波长范围λ2的光线进行汇聚并传输至准直透镜中，此时棱镜复合结构中的第一棱镜的第一工作面31a转变为对具有所述第一波长范围λ1和具有第二波长范围λ2的光线进行折射的出射面，第四工作面31d转变为入射面，第二棱镜32的第二工作面32b转变为入射面；而具有第三波长范围λ3的第三出射光依然可以按照图1中原先的光路出射出来。同理，具有第三波长范围λ3的第三出射光的光路方向也可以逆向，该光线也可以作为入射光束，在此不做赘述。由于光路有多种应用，不仅仅是分光，还可以是汇聚光等等，具体可以根据实际情况而替换光线的入光方向和出光方向，本发明均可以实现。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述分光系统中，所述光源的通道可以为光纤，即光纤可以作为分光系统的光源入射通道或逆向光路应用的出光通道。

综上，本发明实施例提供的一种分光系统，包括：光源，用于提供包含第一波长范围、第二波长范围和第三波长范围的入射光束，第一波长范围、第二波长范围和第三波长范围之间为递增或递减关系；准直透镜，设置所述入射光束的传输光路上，用于将所述入射光束准直为平行光；棱镜复合结构，设置所述平行光的传输光路上，由第一棱镜、第二棱镜和第三棱镜通过胶合剂胶合组成，用于对所述平行光进行分光，分为具有第一波长范围的第一出射光，具有第二波长范围的第二出射光和具有第三波长范围的第三出射光，且分别从所述第一棱镜、所述第二棱镜和所述第三棱镜射出。本发明通过光源、准直透镜和三个棱镜胶合成的棱镜复合结构，就可以达到将不同波长范围的光区分开的目的，结构相对简单，系统整体小型化。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的分光系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。