还可W包括四个所述反射镜102并将谐振器100内的光线形成 "Z"字形循环闭合光路101。所W所属领域技术人员在本申请技术精髓的启示下，还可能做 出其它变更，但只要其实现的功能和效果与本申请相同或相似，均应涵盖于本申请保护范 围内。
[0151] 还需要指出的是，通过所述光学元件能够旋转和/或平移。具体的，同一数量所述 反射镜102所组成的闭合光路101可W进行转换，比如图14至图16中，通过所述反射镜102的 旋转即可得到上述=种闭合光路101，同时将光源和探测器的位置适应性调节即可;再比如 图20与图21中，通过所述反射镜102的旋转即可将"口"型循环闭合光路101与"8"字形循环 闭合光路101完成转换。同时，通过平移所述光学元件，可W调控相邻所述反射镜102之间的 间距，便于测定样品过程中实时调控。
[0152] 本实施方式中，使用所述光学元件形成的谐振器100的品质因素可用Q值来表示， 定义为每周期内存储能量除W损耗的能量。Q值越高，谐振器100存储能量的性能就越好，于 是空腔谐振器100的灵敏度就越高。根据本申请W上描述，在所述光学元件中，至少一个所 述反射镜102能够旋转和/或平移，进而在上述实施方式中，可W通过旋转和/或平移所述反 射镜102调整反射损耗从而可对Q值和禪合进行控制。每一个玻璃表面的反射损耗取决于菲 涅尔定律，损耗值约为1(T 4S02，S0为偏离布儒斯特角的大小。
[0153] 为使所述光学元件所形成的闭合光路101保持稳定，控制光线在反射面所形成的 衍射，在一个实施方式中可W设置所述光学元件中至少一个所述反射镜102的一个面应为 曲面，即所述第一面1021、所述第二面1022中的至少一个面为曲面。为了进一步校正光束斜 入射时导致的像散，曲面的曲率和光束之间需满足消像散条件，参考应用光学的知识及借 助光学设计软件可W解出所述曲面的曲率。
[0154] 具体的，如图11所示，所述曲面可W为将所述第一面1021、所述第二面1022中的至 少一个面通过光学加工形成。所述光学加工可W为对所述第一面1021、所述第二面1022W 及所述第=面1023中的至少一个面进行物理加工，例如打磨、抛光等。进一步的，如图12所 示，所述曲面还可W为通过折射率系数相匹配的光学胶合剂将透镜70与所述第一面1021、 所述第二面1022中的至少一个面胶合形成。所述光学胶合剂的折射率系数可W约等于所述 曲面的折射率。所述透镜70与所述反射镜102的折射率可W相同，也可W不同，本申请并不 W此为限。
[01巧]此外，所述曲面也可W为将透镜70与所述第一面1021、所述第二面1022中的至少 一个面通过光学接触形成。所述光学接触为将透镜70的一面及所述第一面1021、所述第二 面1022中的至少一个面打磨光滑，然后将两者挤压接触，进而通过分子之间的吸力将所述 透镜70与所述反射镜接合。
[0156] 为了更进一步的提高禪合效率，减少光束在谐振器100的损耗，光束的模式与谐振 器100的模式需满足匹配条件，即禪合到光学谐振器100的光线的腰斑半径及位置与谐振器 100的腰斑半径及位置完全重合。模式匹配的条件可用采用上述一般原理中记载的BCD矩阵 来计算。
[0157] 请参阅图13、图17,在一个较佳的实施例中，所述谐振器100还可W包括有匹配光 学件，所述匹配光学件能将光线与谐振器100的模式匹配。具体的，所述匹配光学件包括位 于闭合光路101上的匹配透镜80和/或用于将光线禪合至所述接收部400的光学件90,所述 光学件90包括至少一个禪合透镜和/或至少一个禪合反射镜。
[0158] 请继续参阅图13,所述匹配透镜80可W位于闭合光路101的光线上。所述匹配透镜 80的数量可W为一个也可W为多个，且，所述匹配透镜80可W位于光路上的任意位置。
[0159] 请继续参阅图17,所述光学件90用于将光线禪合至所述接收部400。所述光学件90 能将光源发出的光线与谐振器100的模式匹配。所述光学件90能将光线W非布儒斯特角入 射至所述接收部400。所述非布儒斯特角可W为近布儒斯特角。所述光学件90可W设于光源 与所述接收部400之间。具体的，所述光学元件可W包括至少一个透镜70或至少一个反射 镜。
[0160] 需要指出的是，上述几个实施方式仅为将光束的模式设置与谐振器100的模式满 足匹配条件的举例性质的实施方式，所属领域技术人员在本申请技术精髓的启示下，还可 能做出其它变更，但只要其实现的功能和效果与本申请相同或相似，均应涵盖于本申请保 护范围内。
[0161] 请参阅图22，本申请一个实施方式还提供一种光谱测量仪，包括:如上任一实施方 式所述的谐振器100。
[0162] 所述光谱测量仪的所用的测量方法为光学方法，包括但不限于:吸收光谱、拉曼光 谱、散射谱、巧光、光声光谱、激发谱、傅立叶变换光谱、光频梳等光谱分析方法。所述光谱测 量仪可W包括腔衰荡光谱测量仪W及腔增强光谱测量仪，所述谐振器100可W较好的应用 于腔衰荡光谱测量仪W及腔增强光谱测量仪中。所述光谱测量仪可W包括光源控制模块 200、光源模块201、外光路调整模块202、所述谐振器100、谐振器监测模块203、谐振器控制 模块208、样品预处理模块204、光电探测模块205、数据采集和处理模块206、数据和图像输 出模块207。需要特别说明的是，图17中所示的各测量模块可根据实际测量需求进行适当的 增加或减少，如待测样品不需要预处理时，样品预处理模块204可W省略。
[0163] 所述光源控制模块200用于控制光源模块201的打开或关闭、频率调制、电流调谐、 溫度调谐等功能。
[0164] 所述光源模块201根据探测技术和使用要求的不同可W有不同的形式，包括但不 限于激光光源、宽带光源、不同频率激光光源的组合，激光光源和宽带光源的组合等。
[0165] 所述外光路调整模块202用于改变光的偏振性质、光束的发散角、光场的能量分布 等，并反馈信号给光源控制模块200,所述外光路调整模块202包括但不限于起偏装置、光学 禪合、切光装置等。
[0166] 所述谐振器100为光学延迟系统，用于增加光的传播路径、增加光程，提高系统测 量灵敏度，所述谐振器100包括但不限于多次反射室、光学谐振腔等。所述谐振器100包括有 如上所述的光学元件。
[0167] 所述谐振器监测模块203用于监控反射腔101的工作状态、故障告警、在线实时标 定谐振器100的等效吸收光程，并提供监测信号给谐振器控制模块208。
[0168] 所述谐振器控制模块208用于根据谐振器监测模块203提供的监测信号在线实时 校正谐振器100内光学器件的相对位置关系，谐振器控制模块208包括但不限于至少一块 PZT或其他具有平移旋转功能的机械结构或装置或其组合来实现，从而改变谐振器100光学 器件的相对位置关系。
[0169] 所述样品预处理模块204用于对待测样品进行预处理，所述样品预处理模块204包 括但不限于加热待测样品、滤除样品中的水分、滤除样品中与测量无关的其他杂质、滤除粉 尘等；
[0170] 所述光电探测模块205用于接收和探测谐振器100输出的光信号，并将光信号转化 成电信号，进行信号的滤波、放大、模数转换等处理。
[0171] 所述数据采集和处理模块206采集转化后的光电数字信号，并进行平均、浓度计算 等光谱信号处理。
[0172] 所述数据和图像输出模块207用于输出样品的光谱线、分子光谱吸收强度、浓度值 等数据和图像信息。需要说明的是，所述数据和图像输出模块207的设置是为了显示元素浓 度等信息，其形式和结构不受限制。
[0173] W上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，运些变化和改进都落入本实用新型要求保护的范围内。本实用新型 要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1. 一种用于样品测量的光学谐振器用反射镜，其特征在于，该反射镜包括： 第一面，其具有反射区域;所述反射区域上镀设有反射膜以用于将光线反射； 至少一个第二面，其将所述反射区域与待测样品隔离，以使所述反射膜不与待测样品 接触。2. 如权利要求1所述的反射镜，其特征在于:所述第一面与所述第二面沿着光路行进方 向前后设置，被所述反射区域反射的光线经所述第二面入射或出射。3. 如权利要求1至2任一所述的反射镜，其特征在于:所述光线以布儒斯特角出入射所 述第二面。4. 如权利要求1至2任一所述的反射镜，其特征在于:所述反射镜包括至少一个面为曲 面。5. -种光学谐振器，其能接收和发出光线，并能将接收到的光线在其内部传播，其特征 在于，所述光学谐振器包括： 光学元件，所述光学元件包括至少一个如权利要求1至4任一所述的反射镜。6. 如权利要求5所述的光学谐振器，其特征在于:所述光学元件至少为两个，所有所述 光学元件将光线形成闭合光路。7. 如权利要求6所述的光学谐振器，其特征在于:每个所述光学元件均为所述反射镜。8. 如权利要求5所述的光学谐振器，其特征在于，还包括：匹配光学件，所述匹配光学件 能将光源光线与光学谐振器的模式匹配。9. 如权利要求5所述的光学谐振器，其特征在于：至少一个所述光学元件能够旋转和/ 或平移。10. -种光谱测量仪，其特征在于:包括如权利要求5至9任一所述的光学谐振器。
【专利摘要】本申请公开一种用于样品测量的光学谐振器用反射镜及其光学谐振器和光谱测量仪。所述谐振器用反射镜包括：第一面，其具有反射区域；所述反射区域上镀设有反射膜；所述反射区域用于在闭合光路中将光线反射；第二面，其与所述第一面相配合以在所述谐振器中形成闭合光路；所述第二面能将所述反射区域与待测样品隔离，以使所述反射区域不与待测样品接触。本申请提供一种光学谐振器用反射镜及其光学谐振器和光谱测量仪，以能够使反射镜的膜层难以被样品以及样品中的杂质所破坏。
【IPC分类】H01S3/081, H01Q19/12, G01J3/02
【公开号】CN205212168
【申请号】CN201520982330
【发明人】赵辉, 邓文平
【申请人】苏州谱道光电科技有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月1日