一种双光束的光路结构及光谱分析仪的制作方法

本实用新型属于气体分析设备的技术改进领域，尤其涉及一种双光束的光路结构及光谱分析仪。

背景技术：

现有光谱仪技术是采用光栅或者棱镜作为分光器件，线阵MOS器件/CCD作为接受器件来进行光束的光谱测量的。采用光栅作为分光器件，有凹面光栅和平面光栅两种。凹面平场光栅在微型化光谱仪上具有很重要的作用，采用凹面平常光栅作为分光器件的光谱仪，光栅即作为分光器件，也起到了聚光的作用，因此结构简单，整个光谱仪只有凹面光栅一块光学镜片。采用平面光栅作为分光器件时，一般采用C-T(Czerny-Turner)光路结构。狭缝出来的光经过准直镜准直后入射到光栅上，分光后由聚焦透镜聚焦到探测器上，探测器实现光电转换，得到光强度的大小值。通过波长标定，可以实现光谱仪的能量分布和波长之间的对应关系。

在双光路光谱测量系统中，采用现有光谱仪，可实现的方案有两个：

1、单光谱仪的时分复用：这种方式是通过切换双光路中进入到光谱仪的光束来实现双光路光谱的测量。采用一个光谱仪，能够保证检测器件性能的一致性。但是光路中需要切换不同的光路进入到光谱仪中，存在光切换器件，在切换过程中可能存在一定的偏差，导致两次光谱数据不一致；

2、双光路双光谱仪的同时使用：这种方式是两路光路分别接到不同的光谱仪上。能够保证光谱数据同时接受，但是不同的光谱仪存在一定的差异，光谱响应曲线以及温度特性都不一致，外界环境变化时，可能光谱变化不一致。同时使用两个光谱仪成本较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种双光束的光路结构，旨在解决上述的技术问题。

本实用新型是这样实现的，一种双光束的光路结构，该光路结构包括光源单元、准直单元、分光单元、聚焦单元及柱面镜，所述光源单元发出光束射入所述准直单元进行折射，经折射的光束通过所述分光单元折射光束射入聚焦单元，所述聚焦单元将发散光束折射聚焦成双光束射入柱面镜，双光束经柱面镜形成平行光束。

本实用新型的进一步技术方案是：所述准直单元采用的是50mm焦距的凹面镜。

本实用新型的进一步技术方案是：所述分光单元采用的是600刻线的光栅。

本实用新型的进一步技术方案是：所述聚焦单元采用的是75mm焦距的凹面镜。

本实用新型的进一步技术方案是：所述柱面镜的半径为5mm，矢高为7.7mm。

本实用新型的另一目的在于提供一种双光束的光谱分析仪，所述光谱分析仪包括光路结构及探测器，所述光路结构中输出光束进入探测器。

本实用新型的进一步技术方案是：所述探测器采用的面阵MOS/CCD的器件。

本实用新型的进一步技术方案是：所述光谱分析仪分辨率的中心波段1mm，边缘波段2mm。

本实用新型的有益效果是：实现双光束的光谱测量，两路光束成像在不同的像面上，两个像面中心距离0.412mm，该结构简单、使用、陈本低廉，能够有效的提高测量的精度和准确性以及全面性对比。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的光路结构图。

图2是本实用新型实施例提供的光斑点列图一；

图3是本实用新型实施例提供的光斑点列图二。

具体实施方式

图1-3示出了本实用新型提供的双光束的光路结构，该光路结构包括光源单元、准直单元、分光单元、聚焦单元及柱面镜，所述光源单元发出光束射入所述准直单元进行折射，经折射的光束通过所述分光单元折射光束射入聚焦单元，所述聚焦单元将发散光束折射聚焦成双光束射入柱面镜，双光束经柱面镜形成平行光束。

实现双光束的光谱测量，两路光束成像在不同的像面上，两个像面中心距离0.412mm，该结构简单、使用、陈本低廉，能够有效的提高测量的精度和准确性以及全面性对比。

所述准直单元采用的是50mm焦距的凹面镜。对光束进行折射成平行光，供后续器件使用。

所述分光单元采用的是600刻线的光栅。将平行光发散分光。

所述聚焦单元采用的是75mm焦距的凹面镜。利用凹面镜的聚焦原理，将分散的光线折射聚焦成光束。

所述柱面镜的半径为5mm，矢高为7.7mm。

本实用新型的另一目的在于提供一种双光束的光谱分析仪，所述光谱分析仪包括光路结构及探测器，所述光路结构中输出光束进入探测器。

所述探测器采用的面阵MOS/CCD的器件。

所述光谱分析仪分辨率的中心波段1mm，边缘波段2mm。

采用面阵MOS/CCD器件作为探测器，使用交叉非对称的C-T光路结构，设计了双光束光谱测量的光谱仪。由芯径为200um，纤芯距离800um的双芯光纤输出光先由50mm焦距的凹面镜准直后，经过600刻线的光栅分光，再由75mm焦距的凹面镜聚焦成像，通过半径为5mm，矢高为7.7mm的柱面镜到达探测器。设计的光谱仪能够达到中心波段1nm，边缘波段2nm的分辨率，且能够很好的分辨开两路光谱。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。