微型光纤光谱仪的制作方法

文档序号:11010981阅读:545来源:国知局
微型光纤光谱仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种微型光纤光谱仪,由光纤、壳体、平场凹面光栅和探测器组成;所述光纤包括入射端、光纤本体和出射端,所述光纤的入射端排布为阵列型,所述光纤的出射端排布为线型;所述光纤的出射光直接射入所述平场凹面光栅,所述平场凹面光栅将出射光直接射入探测器;所述光纤的出射端、平场凹面光栅和探测器设于所述壳体内。本实用新型提供了一种更小更轻,方便携带,组成部件少,成本低,光路的易调试光纤光谱仪。
【专利说明】
微型光纤光谱仪
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种光纤光谱仪,属于光谱遥感探测技术领域,具体涉及一种微型光纤光谱仪。
【背景技术】
[0002]国际上,扫描仪种类很多,一般以图像扫描为主,针对蚀变矿物全自动数字化扫描仪只有澳大利亚联邦采矿与勘探研究所研制的矿物分析仪器和装置,在实验室中进行大量标本光谱自动分析和图像记录,一般一个钻孔所测得的数据有几十万条,供后续数据反演和记录使用。此外还有芬兰公司研制的岩心光谱成像扫描仪和南非BHP研制的热红外成像扫描仪,这两种仪器还没有在实际生产中得到应用。
[0003]国外扫描仪一般划分为三种,一种是实验室测量,仪器体积大,重量重,不方便移动,由于较重,减少了震动,测量速度快;另一种是可移动式轻便型扫描仪,体积较小,重量轻,方便现场测量,为了更加方便移动,一般安装在车上,现在普通光谱仪的结构如图1所示,由光纤I,精密狭缝5,准直透镜3,光栅31,聚焦透镜32和探测器4组成。光纤中的光纤束排列如图2所示为阵列排列。光由光纤导入通过精密狭缝后照射到准直透镜上,准直透镜将光变成平行光束照射到光栅上进行分光,聚焦透镜将光栅分开的光束汇聚到探测器ccd上。仪器缺点:组成部件多,成本高,光路不易调试。
[0004]在国内,南京地质调查中心对扫描仪进行了研究,获得一项专利I项(专利号:CN20167311U),该专利中仪器具备了扫描仪所有功能,可同时获取岩心照片和光谱,但仪器体积较大,重量重,不方便野外测量,属于实验室设备。目前适应野外轻量化的光谱实时测量系统,在我国还是空白。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种更小更轻,方便携带,组成部件少,成本低,光路的易调试的微型光纤光谱仪。
[0006]为了实现上述目的,本实用新型提供了如下的技术方案:
[0007]—种微型光纤光谱仪,包括壳体,所述壳体内设有光纤、平场凹面光栅和探测器;所述光纤包括入射端、光纤本体和出射端,所述光纤的入射端排布为阵列型,所述光纤的出射端排布为一线性窄缝;光经所述光纤的出射端直接射入所述平场凹面光栅,所述平场凹面光栅将光直接射入探测器。
[0008]进一步的,所述平场凹面光栅包括高反射凹面和刻划在所述高反射凹面上的相互平行的刻划线,所述刻划在所述高反射凹面上的相互平行的刻划线构成反射光栅。
[0009]进一步的,所述探测器为线性探测器,所述光纤出射端的窄缝缝向与平场凹面光栅的分光方向相平行。
[00?0] 进一步的,所述光纤入射端和出射端的光纤单兀对应。
[0011]进一步的,所述光纤包括一个入射端和一个出射端,所述出射端固定设置于壳体内的平场凹面光栅的入射光路上。
[0012]本实用新型的有益效果是:现有普通光谱仪,由光纤,精密狭缝,准直透镜,光栅,聚焦透镜和探测器组成,光纤中的光纤束排列为一束排列。光由光纤导入通过精密狭缝后照射到准直透镜上,准直透镜将光变成平行光束照射到光栅上经行分光,聚焦透镜将光栅分开的光束汇聚到探测器ccd上。可见,结构复杂,组成部件多,光路不易调试。而本实用新型在结构上只包括光纤,平场凹面光栅和探测器ccd,有效的减少了组成部件,光纤束出射端排列成线型,其机构由传统光纤的排列和精密狭缝的组合,代替了传统的入射狭缝,简化了装置结构;光栅采用平场凹面光栅,其兼具色散和聚焦两种作用,去掉了传统的准直透镜和聚焦透镜,使光路中只有一个光学元件,减少了吸收现象,只存在光栅面的一次反射的光损失,且无色差,光路紧凑。
【附图说明】

[0013]附图用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0014]图1是现有技术中普通光谱仪的结构图;
[0015]1、光纤;2、外壳;3、准直透镜;4、探测器;5、精密狭缝;31、光栅;32、聚焦镜;
[0016]图2是图1中的光纤束排列图;
[0017]图3是本实用新型光谱仪的结构图;
[0018]11、光纤;12、外壳;13、平场凹面光栅;14、线性探测器;
[0019]图4是图3中的光纤束排列图;
【具体实施方式】
[0020]如图3所示,一种微型光纤光谱仪,主要由光纤11、壳体12、平场凹面光栅13和探测器14组成;光纤11包括入射端、光纤本体和出射端,如图2所示光纤11的入射端排布为阵列型,光纤11的出射端排布为一线性窄缝;光纤11的出射光直接射入平场凹面光栅13,平场凹面光栅13将出射光直接射入探测器14;光纤11的出射端、平场凹面光栅13和探测器14设于壳体12内。壳体12为一暗箱。
[0021]平场凹面光栅13包括高反射凹面和刻划在高反射凹面上的相互平行的刻划线,刻划在所述高反射凹面上的相互平行的刻划线构成反射光栅。具有分光和聚光能力;可以减少吸收现象,只存在光栅面一次反射的光损失,且无色差,可用于远紫外光谱及远红外光谱区域。
[0022]可见,平场凹面光栅13兼具色散和聚焦两种作用,去掉了传统的准直透镜3和聚焦透镜32,使光路中只有一个光学元件,减少了吸收现象,只存在光栅面的一次反射的光损失,且无色差,光路紧凑。
[0023]探测器14选用线性探测器,光纤11出射端的缝向与平场凹面光栅13的分光方向相垂直。
[0024]光纤11入射端和出射端的光纤单元一一对应光纤11是具有一个入射端、一个出射端,出射端将固定设置于壳体的平场凹面光栅的入射光路上,并且光纤的出射端都排布为线型。
[0025]本实用新型光谱仪分光波段为300?lOOOnm。
[0026]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种微型光纤光谱仪,包括壳体,其特征在于,所述壳体内设有光纤、平场凹面光栅和探测器;所述光纤包括入射端、光纤本体和出射端,所述光纤的入射端排布为阵列型,所述光纤的出射端排布为一线性窄缝;光经所述光纤的出射端直接射入所述平场凹面光栅,所述平场凹面光栅将光直接射入探测器。2.根据权利要求1所述的微型光纤光谱仪,其特征在于,所述平场凹面光栅包括高反射凹面和刻划在所述高反射凹面上的相互平行的刻划线,所述刻划在所述高反射凹面上的相互平行的刻划线构成反射光栅。3.根据权利要求1或2所述的微型光纤光谱仪,其特征在于,所述探测器为线性探测器,所述光纤出射端的窄缝缝向与平场凹面光栅的分光方向相平行。4.根据权利要求3所述的微型光纤光谱仪,其特征在于,所述光纤入射端和出射端的光纤单元--对应。5.根据权利要求1所述的微型光纤光谱仪,其特征在于,所述光纤包括一个入射端和一个出射端,所述出射端固定设置于壳体内的平场凹面光栅的入射光路上。
【文档编号】G01J3/28GK205719256SQ201620553923
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】杨彬, 修连存, 陈春霞, 高扬, 殷靓
【申请人】中国地质调查局南京地质调查中心, 南京理工大学
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