一种高分辨紫外多波长光栅光谱仪装置

摘要

本发明公开了一种高分辨率紫外多波长光栅光谱仪装置，包括小孔光阑、高反射准直镜、高分辨平面反射光栅、三组高反射率平凹反射镜、四组光电倍增管。差分吸收激光雷达可同时接收266nm、289nm、299nm、316nm四波长回波信号，汇聚于光栅光谱仪的小孔光阑内，由高反射准直镜准直后被高分辨平面反射光栅分光，三组高反射平凹反射镜分别放置于分光后的光路上，调节三组高反射平凹反射镜位置和角度将四波长回波信号分别聚焦于四组光电光电倍增管内，完成回波信号的光电转换。本发明可同时高效率接收四波长差分吸收激光雷达回波信号，有效抑制白天太阳辐射等强光干扰影响，实现差分吸收激光雷达多波长回波信号高信噪比提取。装置具有高光谱分辨率，选择性好，能够应用于多波长、多通道光信号的检测。

主权项

一种高分辨紫外多波长光栅光谱仪装置，其特征在于：包括：小孔光阑(1)、高反射准直镜(2)、高分辨率平面反射光栅(3)、三组高反射平凹镜、四组光电光电倍增管；所述小孔光阑(1)、高反射准直镜(2)、高分辨率平面反射光栅(3)、三组组高反射平凹镜、四组光电倍增管具有相同的中心高，依次搭载在一块光学平板上面，并由密闭的黑色箱体(11)密封，避免白天散射光对光栅光谱仪的光干扰；所述小孔光阑(1)用于限制激光雷达的视场角，在满足激光雷达视场角大于激光雷达发射单元发散角的条件的同时，尽量减少小孔光阑直径以减小天空背景光；所述高反射准直镜(2)为一块高反射平凹镜，采用了JGS1(即熔融石英)材料，具有优良的透紫外性能，为了提高高反射准直镜的反射率，镀高反射介质膜增加反射率，对紫外波段的光信号具有98％以上的反射率；所述高反射准直镜(2)将F数为10的光束准直后使多波长光束恰好完全覆盖高分辨率平面反射光栅，充分利用高分辨率平面反射光栅面元，提高光栅光谱仪的接收效率；所述高分辨率平面反射光栅(3)为该装置的核心部件，由于不同波长光的衍射角度不同，可以将266nm、289nm、299nm、316nm四波长回波信号分离到不同的角度位置，所述三组高反射平凹镜和四组光电倍增管分别放置于266nm、289nm、299nm、316nm四波长回波信号的光学路径上，并通过调整三组高反射平凹镜角度，将266nm、289nm、299nm、316nm四波长回波信号精确会聚于四组光电倍增管内；所述三组高反射平凹镜均采用了JGS1材料，镀高反射介质膜增加反射率，对紫外波段的光信号具有98％以上的反射率；所述四组光电倍增管均采用了滨松公司生产的R7400‑09型光电倍增管，有效接收口径为8mm，响应时间短，在200nm～300nm紫外波段量子效率高。