自准直光栅光谱仪

摘要

自准直光栅光谱仪包括分光成像单元：光纤、入射孔、准直-聚焦系统、光栅、平面反射镜、出射狭缝，和光谱信号处理单元：面阵光电探测器、信号处理系统、显示屏。准直-聚焦系统与光栅同轴，该轴为系统中心轴线；光纤位于入射孔处；入射孔在准直-聚焦系统的焦平面且不在焦点上；准直-聚焦系统与光栅依次放在入射孔远离光纤的一侧；平面反射镜位于光栅的衍射光经过准直-聚焦系统聚焦后的光路上；出射狭缝和面阵光电探测器位于光栅的衍射光经过聚焦-准直系统的焦点上；面阵光电探测器的输出端连接信号处理系统的输入端；信号处理系统输入端与面阵光电探测器输出端连接，输出端与显示屏输入端连接。该光谱仪具有体积小、价格低、稳定性好等优点。

主权项

一种自准直光栅光谱仪，其特征在于：包括：分光成像单元和光谱信号处理单元；其中，分光成像单元包括光纤（1）、入射孔（2）、准直‑聚焦系统（3）、光栅（4）、平面反射镜（5）和出射狭缝（6）；光谱信号处理单元包括面阵光电探测器（7）、信号处理系统（8）和显示屏（9）；所述光纤（1）用于将待检测光导入所述自准直光栅光谱仪；所述入射孔（2）的功能是使待检测光进入所述自准直光栅光谱仪，防止外界杂散光进入系统；所述准直‑聚焦系统（3）的功能是对待检测光起到准直作用，对于光栅（4）的衍射光起到聚焦作用；所述光栅（4）的功能是对准平行光进行分光；所述平面反射镜（5）的功能是改变光路；所述出射狭缝（6）的功能是准确定位所需要探测的信号光，防止其他光的干扰；所述面阵光电探测器（7）的功能是采集从出射狭缝（6）透过的信号光，并将光信号变为电信号；所述信号处理系统（8）的功能包括：①从面阵光电探测器（7）读取电信号；②将模拟信号转换为数字信号；③对数字信号进行处理，得到光谱的特征信息；所述光谱的特征信息包括：光谱的波长以及强度；所述显示屏（9）的功能是显示光谱的特征信息；上述各组成部分的连接关系为：准直‑聚焦系统（3）与光栅（4）同轴，且该轴线为所述自准直光栅光谱仪的中心轴线；入射孔（2）的一侧为光纤（1），另一侧为准直‑聚焦系统（3）；光纤（1）的出射端位于入射孔（2）处，且垂直于入射孔所在平面；入射孔（2）位于准直‑聚焦系统（3）的焦平面上且不在准直‑聚焦系统（3）的焦点上；准直‑聚焦系统（3）的一侧为入射孔（2），另一侧为光栅（4）；平面反射镜（5）位于入射孔（2）和准直‑聚焦系统（3）之间且在光栅（4）的衍射光经过准直‑聚焦系统（3）聚焦后的光路上的某一位置；出射狭缝（6）和面阵光电探测器（7）位于光栅（4）的衍射光经过准直‑聚焦系统（3）聚焦后，又经过平面反射镜（5）的反射后的焦点上；面阵光电探测器（7）的输出端连接信号处理系统（8）的输入端；信号处理系统（8）的输出端连接显示屏（9）的输入端。