。
【附图说明】
[0011] 附图1为整个系统的结构示意和光路图
[0012] 附图2为光束变换系统的示意图。
[0013] 其中1-透镜1 ;2_光阑；3-透镜2 ;4_柱面透镜
【具体实施方式】
[0014] 以下结合【附图说明】对本发明的实施例作的进一步详细描述，但本实施例并不限制 别发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
[0015] 如附图1所示，本发明实例所提供的是一种利用1个或多个F-P标准具的串接多 通技术来实现同时测量高分辨率光谱和瞬态光谱的光谱仪装置。包括了由透镜1(1)、光阑 (2)、透镜2 (3)、柱面透镜组成的光束变换器系统，偏振棱镜、1/2波片及三个反射镜呈环形 串接组成的环形腔系统，一个定腔长标准具与一个可变光学腔长标准具组成的分光系统， 聚焦透镜和C⑶。其中标准具折射率η = 1. 4607,反射率R = 0. 99,定腔长厚度h > 23. 2mm ; 聚焦透镜焦距f彡lm，C⑶像素1 = 16 μ m，CXD像元数：1024X 1024。入射光线首先通过 如图2所示的光束变换器系统，具体过程为：透镜I (1)将入射光聚焦成点光源投在针孔光 阑上。其中光阑处于透镜1(1)和透镜2(3)的焦平面上。光线通过光阑的空间滤波后，由 透镜2(3)进行发散得到平行光。光线通过一个定制的柱面透镜（4)，从球面波变为柱面波， 只在X方向具有空间频率，y方向保持平面波特性。
[0016] 柱面波入射到偏振棱镜上，其中P分量顺时针经过环形腔两次，最后到达聚焦元 件和ICCD等面阵探测器完成光谱最终测定，这就是所谓的多通技术。在这个过程中p分量 两次经过分光系统和反射镜组。其中分光系统包括一个定腔长F-P标准具和一个可变光学 腔长F-P标准具。这就是所说的串接标准具系统。当定腔长F-P标准具与可变光学腔长的 厚度不一样时，可以实现大的自由光谱范围（FSR)和窄的谱线宽度；当两个标准具的厚度 相同时，FSR与单个标准具时没有变化，但是谱线宽度被进一步压缩，因此使用多个标准具 串接的方式可以实现高分辨率光谱的分光要求，同时可以根据需求调节可变光学腔长F-P 标准具的腔长和更换定腔长F-P标准具来满足不同的测量需求。在柱面波入射到偏振棱镜 后，另一个分量即s分量会被任意光学表面反射后逆时针经过环形腔系统出射。
[0017] 完成分光后的光线进入由三个如图1所示形式摆放的反射镜组。反射镜1与+X 轴方向呈135°放置，光线通过反射镜1由+X方向传播变为沿-y轴方向传播。反射镜2与 +X方向呈45°放置，光线通过反射镜2由-y方向传播变为沿-X方向传播。通过与反射镜 1平行的反射镜3的反射，光线传播方向从-X方向变为+y方向。经过反射镜3反射的光线 要求全部垂直入射到与反射镜3相对的偏振棱镜中。
[0018] 光线到达长焦定焦透镜，进过该透镜的聚焦，平行光汇聚并投射在面阵光学感光 元件上从而完成光谱的测定。光学感光元件为ICCD、EMCCD等感光元件，可以根据实际需要 进行选择。
【主权项】
1. 基于F-P标准具的瞬态高分辨率分光方法，其特征在于：通过多个F-P标准具串接 的方式提高光谱仪的分辨率和自由光谱范围，同时也能测量瞬态光谱，即在实现实时光谱 检测的同时又能实现高分辨率、宽自由光谱范围的要求。2. 基于F-P标准具的瞬态高分辨率光谱仪，其特征在于：由光入射端起，分别包括光束 变换器，偏振棱镜，1/2波片，分光系统，环形腔系统，聚焦元件和面阵探测器； 入射光经过光束变换器由球面波转换为柱面波，再通过偏振棱镜，其中P分量经1/2波 片进入分光系统，分光后的光线顺时针经过环形腔系统两圈后会通过偏振棱镜到达聚焦元 件，通过聚焦元件的聚焦使不同波长的光投射在面阵探测器上，完成光谱的测量；s分量被 反射后逆时针经环形系统射出系统。3. 根据权利2所述的基于F-P标准具的瞬态高分辨率分光仪，其特征在于：分光系统 包含1个或者多个FP标准具，对于多个标准具，其自由光谱范围是整数倍关系，所述的多个 标准具是指两个及以上的标准具。4. 根据权利3所述的基于F-P标准具的瞬态高分辨率分光系统，其特征在于：采用将 一个定腔长标准具与一个可变光学腔长标准具串接。5. 根据权利2所述的基于F-P标准具的瞬态高分辨率光谱仪，其特征在于：光束变换 器的光束变换元件为两个透镜、光阑和特制的柱面透镜。6. 根据权利2所述的基于F-P标准具的瞬态高分辨率光谱仪，其特征在于：环形腔系 统由三个按一定角度摆放的平面反射镜、偏振棱镜及1/2波片组成，为"二通"系统。7. 根据权利2所述的基于F-P标准具的高分辨率光谱仪，其特征在于：聚焦元件为 f彡0. 8m的长焦定焦透镜。8. 根据权利2所述的基于F-P标准具的高分辨率光谱仪，其特征在于：面阵探测器为 ICCD 或 EMCCD。
【专利摘要】该发明是一种瞬态高分辨率光谱测量装置，涉及高分辨率光谱测量领域和瞬态光谱测量领域。该高分辨率光谱测量装置利用标准具自身的角度分光以及通过将多个F-P标准具串接的技术来实现对单脉冲瞬态光谱的高分辨率测定。该发明可应用于布里渊散射、塞曼效应、自旋电子学等高分辨光谱测量领域。
【IPC分类】G01J3/28
【公开号】CN105092032
【申请号】CN201510366145
【发明人】石锦卫, 赵芸赫, 李鸿暾, 魏巍威, 刘大禾
【申请人】北京师范大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年6月30日