专利名称：全息光栅直视分光镜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种分光镜，它是一种简便的光谱观测器件，也是一种小型光电测量器件，可用于各种光谱(如发射、透射、吸收、反射光谱)的人眼直接观察，宝石鉴定，也可用于从红外到紫外光谱的光电探测。
目前，小型直视光谱观察镜只有由三块棱镜粘合起来的阿米西棱镜和由普通透射光栅与棱镜粘接起来的光栅棱镜型。概括起来说，这类粘接式分光镜，色散器件内部界面多，体积较大，且阿米西棱镜不偏转波长在D线(589nm)，输出的不偏转波长偏红端，不在可见光区的中心部位，因此，C(红)线和F(绿-蓝)线在D线两侧偏转的角度很不对称[W.H.A.Finchem，M.H.Freeman，Optics，9th.ed.The University Press.Cambridge，1980，241-243]，即C线偏转4′，F线偏转28′，角分辨率也不高。对于光栅粘接式分光镜，不断增加了输出光谱的透射层面，而且造成了光谱分布不规则的横向位移，这使得通过计算确定输出光谱的分布变得困难。
为了满足光谱观测的需要，本实用新型提供一种全息光栅直视分光镜，其目的是改善现有分光镜的通光性能提高分光镜输出光谱的亮度和角分辨率，改善光谱分布的均匀性以及可见光谱在中心波长两侧的对称性。
具体技术方案如下一种全息光栅直视分光镜，如图1所示在其光轴上依次为刻蚀狭缝、准直透镜、全息光栅、圆柱棱镜，刻蚀狭缝固定在狭缝座上，准直透镜固定在透镜座上，圆柱棱镜固定在棱镜座上，全息光栅位于圆柱棱镜斜面，最后由分光镜外管组合成一个整体。
本实用新型的技术方案是采用集成式的光栅棱镜组件，即在特定的圆柱棱镜斜面上涂一层2-3μm厚的光致抗蚀胶，经烘烤后通过全息术在胶层上制作一定空间频率的浮雕透射光栅即全息光栅，以此光栅棱镜组件作色散器件，配合其它光学元件完成对光源的分光功能。由于本实用新型的中心波长选定在人眼敏感波长550nm处，即可见光谱的中间部位，同时棱镜顶角选择得使输出可见光谱的空间分布有最佳的均匀性和对称性。在光栅制作上、既可采用平面正弦光栅，也可制作高效倾斜透射光栅，提高输出光谱的亮度和光谱分辨率。
本实用新型的分光镜由于其光栅是集成在棱镜上，中间无任何粘接物，通光性好，光栅衍射效率高，光谱分布均匀性对称性好，例如计算结果，400nm和700nm分别分布在中心波长550nm的左6.7°和右6.9°。具体指标如下输出光谱范围300nm-900nm分辨波长正弦光栅1.2nm倾斜光栅0.6nm衍射效率≥20％ ≥40％严格设计的光学参数和新的制作工艺使得本实用新型的技术性能以及体积、重量多项指标明显优于背景技术。
由于本实用新型输出光谱的位置可通过计算精确确定，这为采用光电器件定量测定输出光谱的波长提供了可能性。
图1是本实用新型的全息光栅直视分光镜的结构示意图，图中1为刻蚀狭缝，2为准直透镜，3为全息光栅，4为圆柱棱镜，5为狭缝座，6为透镜座，7为外管，8为棱镜座。
以下结合附图和具体的实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明如图1所示的全息光栅直视分光镜，待测光源照亮焦平面上的狭缝1，准直透镜2将狭缝成象于无穷远，中间经光栅3-棱镜4组件的色散作用，输出光谱按光谱成分和强度分布展开，借助人眼(或探测器)我们就能在眼视网膜(或焦平面)上看到(或测量出)待测光源的一幅光谱图。
在图1中1是刻蚀狭缝，狭缝宽度控制通光量和分辨率，2是准直透镜，它决定分光镜的入射孔径角，3-4是光栅-棱镜组件，它确定分光镜的分辨本领，并与棱镜座一起确定了分光镜的输出特性。整个安装通过接触、定位一次完成。
权利要求1.一种全息光栅直视分光镜，其特征在于在其光轴上依次为刻蚀狭缝(1)、准直透镜(2)、全息光栅(3)、圆柱棱镜(4)，刻蚀狭缝(1)固定在狭缝座(5)上，准直透镜(2)固定在透镜座(6)上，圆柱棱镜固定在棱镜座(8)上，全息光栅(3)位于圆柱棱镜斜面，最后由分光镜外管(7)组合成一个整体。
专利摘要本实用新型涉及一种分光镜,它是一种简便的光谱观测器件,也是一种小型光电测量器件,它是在其光轴上依次为刻蚀狭缝1、准直透镜2、全息光栅3、圆柱棱镜4,最后由分光镜外管7组合成一个整体。这种分光镜由于其光栅是集成在棱镜上,中间无任何粘接物,通光性好,光栅衍射效率高,光谱分布均匀性对称性好。
文档编号G01J3/18GK2374851SQ99237748
公开日2000年4月19日 申请日期1999年5月21日 优先权日1999年5月21日
发明者褚玉喜, 张苏淮, 曹若欣, 熊贵光 申请人:武汉大学