多通道谱线筛选及宽度调制的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光学领域，公开了一种多通道谱线筛选及宽度调制的装置和方法，本申请基于4F光学系统上设置小孔滤波装置，调节小孔滤波装置的位置、尺寸和大小，可从包含多种不同频率的光束中筛选目标频率的谱线及需要谱线宽度，能够同时满足筛选单一极窄频率或者某个频率范围的光谱，且能一次性筛选多个不同频率范围的光谱，结构简单，成本低，利于轻量化和集成化。化。化。

【技术实现步骤摘要】
多通道谱线筛选及宽度调制的装置和方法


[0001]本专利技术涉及光学领域，尤其是多通道谱线筛选及宽度调制的装置和方法。

技术介绍

[0002]随着激光技术的发展，激光的谱线筛选技术作为光谱学和光学成像领域的核心关键技术受到越来越多的关注。在光谱学应用中，经常需要特定频率的光或者某几个频率范围的光来检测样品特征谱。而在光学成像领域，例如高分辨显微镜则需要单一频率的光，或者多个单一频率的光灵活组合调换来扫描样品。这些都对激光谱线筛选技术提出了较高要求。
[0003]目前，现有技术主要是通过滤波片或者二向色镜（又称“双色镜”）来完成谱线频率的筛选，它们的原理都是通过选择性透过特定频率的光来完成谱线频率的筛选，其中滤波片是通过在基底中加入特种染料来实现选择性透过，而二向色镜则是通过镀膜工艺来实现谱线频率的筛选。这两种方式均存在理论效率（比如99%过滤），这意味着光束中始终掺杂着一定比例的杂质光，导致获得的光谱或者图像中有噪音的干扰。其次，它们透过光的频率范围很宽（一般
±
10 nm），无法获得极窄频率的光。当单一滤波片或者二向色镜无法完成预设要求时，需要多个滤波片叠加使用，这会导致光束功率下降过快，正色散突增，最终导致光束变形且使得系统冗杂，不利于设备集成化。虽然二向色镜可以采取通过在同一个元件上镀多层膜的方式来避免多个元件叠加使用导致的系统冗杂问题，但工艺加工难度非常大，技术要求极高，成本昂贵，不易实现且镀膜效果不佳，另一种方式则是通过多个二向色镜进行多次筛选，这种方式会导致成本增加，体积增大，不利于集成化。而其他的一些能完成频率筛选功能的装置或者仪器，其核心一般都是上述器件的一种或者两者的组合。他们共同的缺点是都不能动态调整谱线宽度，因此在实际应用中具有很大的局限性。此外，中国专利CN103022880A还介绍了一种通过温度控制器改变非线性晶体光纤的特性进而达到改变光谱宽度的方法，但该方法装置复杂，成本高，光谱宽度可变范围窄，而且无法输出极窄频率的光。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种多通道谱线筛选及宽度调制装置和方法，旨在解决现有技术中光谱筛选装置复杂及光谱频率范围宽、谱线宽度单一的问题。
[0005]本专利技术是这样实现的，一种多通道谱线筛选及宽度调制的装置，包括待编辑入射光束、第一光栅、第一透镜、小孔滤波装置、第二透镜、第二光栅、编辑出射光束，待编辑入射光束由多组不同频率及宽度的谱线组成；第一光栅和第一透镜用来对待编辑入射光束进行空间分离，形成多组第一谱线；小孔滤波装置用于从第一谱线中筛选出第二谱线，第二谱线具有目标频率谱线及宽度；第二透镜和第二光栅用于对第二谱线进行空间合并，以形成编辑出射光束。
[0006]一种多通道谱线筛选及宽度调制的装置，包括待编辑入射光束、第一光栅、第一透
镜、小孔滤波装置、反射镜、编辑出射光束，待编辑入射光束由多组具有不同频率及宽度的谱线组成；第一光栅和第一透镜用来对待编辑入射光束进行空间分离，形成多组第一谱线；小孔滤波装置用于从第一谱线中筛选出第二谱线，第二谱线具有目标频率谱线及宽度；反射镜用于在折叠式4F光学系统中反射第二谱线至第一透镜和第一光栅进行空间合并，以形成编辑出射光束。
[0007]优选的，小孔滤波装置包括多个阻挡机构，多个阻挡机构之间间隙形成小孔，小孔用于筛选出第二谱线。
[0008]优选的，小孔滤波装置位于第一透镜和第二透镜之间，小孔滤波装置围绕傅里叶面设置。
[0009]优选的，小孔滤波装置位于第一透镜和反射镜之间，小孔滤波装置围绕傅里叶面设置。
[0010]优选的，还包括联动装置，联动装置用于调节小孔滤波装置中小孔的位置、形状及尺寸大小。
[0011]优选的，联动装置位于小孔滤波装置的顶部或底部，联动装置驱动小孔滤波装置在不同方向上移动。
[0012]一种多通道谱线筛选及宽度调制方法，包括：待编辑入射光束射入4F光学系统，待编辑入射光束由多组不同频率及宽度的谱线组成；待编辑入射光束经过第一光栅和第一透镜，实现空间分离，完成由时间域到频率域的傅里叶变换，形成多组第一谱线，多组第一谱线分别具有不同频率和宽度；第一谱线经过小孔滤波装置，利用联动装置改变小孔滤波装置中的小孔位置、形状及大小，以实现第二谱线的筛选，第二谱线具有目标频率和宽度；第二谱线经过第二透镜和第二光栅进行空间合并，完成第二谱线7由频率域到时间域的傅里叶变换，成为编辑出射光束；编辑出射光束由所述第二光栅射出。
[0013]一种多通道谱线筛选及宽度调制方法，其特征在于，包括：待编辑入射光束射入折叠式4F光学系统，待编辑入射光束由多组具有不同频率和宽度的谱线组成；待编辑入射光束经过第一光栅和第一透镜，实现空间分离，完成由时间域到频率域的傅里叶变换，成为多组第一谱线，多组第一谱线分别具有不同频率和宽度；第一谱线经过小孔滤波装置，利用联动装置改变小孔滤波装置中的小孔位置、形状及大小，以实现第二谱线的筛选，第二谱线具有目标频率和宽度；第二谱线经反射镜反射再次经过第一透镜和第一光栅进行空间合并，实现由频率域到时间域的傅里叶变换，成为编辑出射光束；编辑出射光束经所述第一光栅射出。
[0014]与现有技术相比，本申请基于4F光学系统上设置小孔滤波装置，调节小孔滤波装置的位置、尺寸和大小，可从包含多种不同频率的光束中筛选目标频率的谱线及需要谱线宽度，能够同时满足筛选单一极窄频率或者某个频率范围的光谱，且能一次性筛选多个不同频率范围的光谱，结构简单，成本低，利于轻量化和集成化。
附图说明
[0015]图1是本专利技术提供的多通道谱线筛选及宽度调制装置实施例一结构示意图；图2是本专利技术提供的多通道谱线筛选及宽度调制方法实施例一流程示意图；图3是本专利技术提供的多通道谱线筛选及宽度调制装置实施例二结构示意图；图4是本专利技术提供的多通道谱线筛选及宽度调制方法实施例二流程示意图；图5是本专利技术提供的多通道谱线筛选及宽度调制装置实施例三俯视图；图6是本专利技术提供的多通道谱线筛选及宽度调制装置实施例三左视图；图7是本专利技术提供的多通道谱线筛选及宽度调制装置实施例四俯视图；图8是本专利技术提供的多通道谱线筛选及宽度调制装置实施例四左视图；图9是本专利技术提供的多通道谱线筛选及宽度调制装置实施例五俯视图；图10是本专利技术提供的多通道谱线筛选及宽度调制装置实施例五左视图。
具体实施方式
[0016]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0017]本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道谱线筛选及宽度调制的装置，其特征在于，包括待编辑入射光束、第一光栅、第一透镜、小孔滤波装置、第二透镜、第二光栅、编辑出射光束，所述待编辑入射光束由多组不同频率及宽度的谱线组成；所述第一光栅和所述第一透镜用来对待编辑入射光束进行空间分离，形成多组第一谱线；所述小孔滤波装置用于从所述第一谱线中筛选出第二谱线，所述第二谱线具有目标频率谱线及宽度；所述第二透镜和所述第二光栅用于对所述第二谱线进行空间合并，以形成所述编辑出射光束。2.一种多通道谱线筛选及宽度调制的装置，其特征在于，包括待编辑入射光束、第一光栅、第一透镜、小孔滤波装置、反射镜、编辑出射光束，所述待编辑入射光束由多组具有不同频率及宽度的谱线组成；所述第一光栅和所述第一透镜用来对所述待编辑入射光束进行空间分离，形成多组第一谱线；所述小孔滤波装置用于从所述第一谱线中筛选出第二谱线，所述第二谱线具有目标频率谱线及宽度；所述反射镜用于在折叠式4F光学系统中反射所述第二谱线至所述第一透镜和所述第一光栅进行空间合并，以形成所述编辑出射光束。3.如权利要求1或2所述的多通道谱线筛选及宽度调制的装置，其特征在于，所述小孔滤波装置包括多个阻挡机构，多个所述阻挡机构之间间隙形成小孔，所述小孔用于筛选出所述第二谱线。4.如权利要求1所述的多通道谱线筛选及宽度调制的装置，其特征在于，所述小孔滤波装置位于所述第一透镜和所述第二透镜之间，所述小孔滤波装置围绕傅里叶面设置。5.如权利要求2所述的多通道谱线筛选及宽度调制的装置，其特征在于，所述小孔滤波装置位于所述第一透镜和所述反射镜之间，所述小孔滤波装置围绕傅里叶面设置。6.如权利要求3所述的多通道谱线筛选及宽度调制的装置，其特征在于，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴文，李琳，苏钰清，潘晓博，
申请(专利权)人：深圳市启扬光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：