一种棱镜光谱仪制造技术

本实用新型专利技术公开一种棱镜光谱仪，包括按光线入射顺序设置的入射狭缝、准直单元、棱镜单元、成像单元和阵列探测器，所述棱镜单元包括一个或以上的棱镜，且一个或以上的所述棱镜的所有侧面上都设置黑玻璃隔离层，其中，所述黑玻璃隔离层设置有入射窗口和出射窗口，所述入射窗口和出射窗口分别位于棱镜的入射面和出射面上。本实用新型专利技术通过使用上述设置，使得光线色散率提高、光能利用率提高、受杂散光影响程度降低，尤其使得紫外光线的分光受杂散光影响降低。

【技术实现步骤摘要】
一种棱镜光谱仪
本技术属于光辐射测量领域，具体涉及一种棱镜光谱仪。
技术介绍
光谱仪，是一种可实现复杂复色光的分解和测量的仪器。复色光进入光谱仪后，可被分光元件分解成不同的单色光，对单色光收集和处理可得到光谱。因此，光谱仪被广泛应用于光辐射测量、环境污染检测、元素分析、地质分析和食品安全检测等领域。常用的光谱仪依据分光器件类型可分为：色散型、干涉型和滤光片型光谱仪。棱镜光谱仪属于色散型光谱仪，利用棱镜对不同波长的光的折射率不同的原理，可将复色光分解成单色光；光栅光谱仪则利用光栅的衍射特性将复色光分解成单色光。由于光栅分光的零级光斑能量最高，但不能发生色散，导致其能量利用率低；比较之下，棱镜光谱仪光谱范围宽、能量利用率高，但由于棱镜分光色散率低、受杂散光影响大，尤其是紫外光线的分光受杂散光影响大等缺点，棱镜光谱仪的广泛应用受到限制。
技术实现思路
针对现有棱镜光谱仪技术的不足，本技术提供了一种色散率高、受杂散光影响较小，尤其使得紫外光线的分光受杂散光影响降低的棱镜光谱仪。本技术提供了一种棱镜光谱仪，包括按光线入射顺序依次设置的入射狭缝、准直单元、棱镜单元、成像单元和阵列探测器，所述棱镜单元包括一个或以上的棱镜，且一个或以上的所述棱镜的所有侧面上都设置隔离层，其中，所述隔离层设置有入射窗口和出射窗口，所述入射窗口和出射窗口分别位于棱镜的入射面和出射面上。本技术使用设置有隔离层，设置有隔离层上的棱镜作为分光元件，可以使得光线经入射窗口进入棱镜发生色散时，隔离层通过对棱镜内色散光的反射，增加出射光的能量，提高能量利用率；同时，隔离层的存在可以吸收和阻挡其他光学元件散射的杂散光进入棱镜，降低杂散光的影响程度，特别使得紫外波段色散受杂散光影响降低。在一些可选的实施例中，所述隔离层与所述棱镜具有相同或者接近的折射率。优选的，所述隔离层与所述棱镜的折射率相同，可以达到更好的吸收杂散光的效果。在一些可选的实施例中，所述隔离层为黑玻璃。黑玻璃对光线具有较大的吸收率，可以较大程度的吸收棱镜外和棱镜内散射的杂散光。优选的，黑玻璃与棱镜的折射率接近或相同。在一些可选的实施例中，所述隔离层为金属薄膜或黑色涂漆，金属薄膜或黑色涂漆对光线具有较大的吸收率，可以较大程度的吸收棱镜外和棱镜内散射的杂散光。优选的，金属薄膜或黑色涂漆与棱镜的折射率接近或相同。在一些可选的实施例中，所述棱镜单元包括多个棱镜，入射光线从一个棱镜的出射窗口出射后，入射下一个棱镜的入射窗口，使得光线沿最优光路行进，提高能量利用率；同时，多个棱镜的使用可以进一步使光色散，提高整体色散率。可选的，所述多个棱镜分光的波段范围相同或不同。可选的，光线先经过分光波段范围为[λ1,λ2]的棱镜，再经过分光波段范围为[λ3,λ4]的棱镜，其中λ1≤λ3，λ4≤λ2；入射光线先经过波段范围大的棱镜，然后经过波段范围小的棱镜，使得位于大波段范围内的光进行初步色散，再被小波段范围的棱镜进一步精确分光，提高仪器精确度。在一些可选的实施例中，还包括光陷阱。光陷阱可设置在棱镜光谱仪内部元件的周围，用于吸收系统中光学元件散射的杂散光，进一步降低杂散光的影响。在一些可选的实施例中，所述准直单元为凹面反射镜或透镜，使得入射光线以平行的准直光线入射棱镜单元的入射窗口。在一些可选的实施例中，所述成像单元为凹面反射镜或透镜，使得出射窗口出射的光线可以准确会聚到阵列探测器上，被探测器接收。可选的，所述透镜为平凸透镜。与现有棱镜光谱仪相比，本技术具有如下优点：本技术使用被隔离层覆盖的棱镜，并在隔离层上留有入射窗口与出射窗口，隔离层为具有较高吸收率的黑玻璃，使得棱镜内和棱镜外杂散光被吸收，同时提高了棱镜出射窗口光线的能量，使得光能利用率提高。同时，由于多个棱镜的使用，提高了出射光线的色散率。附图说明附图1为本技术提供的一种棱镜光谱仪的结构示意图；附图2为本技术提供的另一种棱镜光谱仪的结构示意图。具体实施方式实施例1图1为本技术提供的一种棱镜光谱仪的结构示意图，一种棱镜光谱仪包括，按光线入射顺序依次设置的入射狭缝1、准直单元2、棱镜单元3、成像单元4和阵列探测器5。棱镜单元3包括一个所有侧面上都设置隔离层3-3的棱镜，隔离层3-3上设置有入射窗口3-2和出射窗口3-4，入射窗口3-2和出射窗口3-4分别位于棱镜的入射面和出射面上。隔离层3-3为黑玻璃。准直单元2为凹面反射镜，凹面反射镜接收入射狭缝1入射的光，将其准直后准确入射棱镜3-1的入射窗口3-2。成像单元4为凹面反射镜，凹面反射镜接收出射窗口3-4出射的已被色散光线，将其进行聚焦后准确射到阵列探测器5的接收面上。实施例2图2为本技术提供的另一种棱镜光谱仪的结构示意图，一种棱镜光谱仪包括，按光线入射顺序依次设置的入射狭缝1、准直单元2、棱镜单元3、成像单元4和阵列探测器5。棱镜单元3包括两个设置有隔离层的棱镜3-1和3-2，其中隔离层为黑玻璃；棱镜3-1入射面和出射面上的隔离层3-3上分别设置有入射窗口3-2和出射窗口3-4；棱镜3-2入射面和出射面上的隔离层3-7上分别设置有入射窗口3-6和出射窗口3-8；光线从棱镜3-1入射窗口3-2入射，经初步分光后，从出射窗口3-4射出后进入棱镜3-2的入射窗口3-6，最后从初设窗口3-8射出到凹面反射镜4上。光陷阱3-9和光陷阱3-10设置于棱镜单元两侧，可以吸收系统中光学元件散射的杂散光，降低杂散光的影响。准直单元2为凹面反射镜，将入射的光线准直后反射进入棱镜单元3。成像单元4为凹面反射镜，将出射光线聚焦后反射到阵列探测器5的接收面上。阵列探测器5接收来自前端元件出射的色散光，不同波长的色散光分开入射到阵列探测器的不同区域，紫外波段被色散分开的程度较大。以上结合附图对本专利技术的具体实施方式作了说明，但本领域技术人员应当理解，以上实施例仅是为了进行说明，而不是为了限制本专利技术的范围。本领域技术人员应当理解，可在不脱离本专利技术的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本专利技术的保护范围由所附的权利要求来限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种棱镜光谱仪，包括按光线入射顺序依次设置的入射狭缝（1）、准直单元（2）、棱镜单元（3）、成像单元（4）和阵列探测器（5），其特征在于，所述棱镜单元（3）包括一个或以上的棱镜，且一个或以上的所述棱镜的所有侧面上都设置隔离层（3-3），其中，所述隔离层（3-3）设置有入射窗口（3-2）和出射窗口（3-4），所述入射窗口（3-2）和出射窗口（3-4）分别位于所述棱镜的入射面和出射面上。/n

【技术特征摘要】
1.一种棱镜光谱仪，包括按光线入射顺序依次设置的入射狭缝（1）、准直单元（2）、棱镜单元（3）、成像单元（4）和阵列探测器（5），其特征在于，所述棱镜单元（3）包括一个或以上的棱镜，且一个或以上的所述棱镜的所有侧面上都设置隔离层（3-3），其中，所述隔离层（3-3）设置有入射窗口（3-2）和出射窗口（3-4），所述入射窗口（3-2）和出射窗口（3-4）分别位于所述棱镜的入射面和出射面上。


2.如权利要求1所述的棱镜光谱仪，其特征在于，所述隔离层与所述棱镜具有相同的折率。


3.如权利要求1或2所述的棱镜光谱仪，其特征在于，所述隔离层（3-3）为黑玻璃。


4.如权利要求1所述的棱镜光谱仪，其特征在于，所述隔离层为金属薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘建根，蔡欢庆，李倩，
申请(专利权)人：远方谱色科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33