【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学仪器领域，具体提供一种光学组件和红外光谱分析系统。
技术介绍
1、红外衰减全反射(atr，attenuated total reflection)吸收光谱法是一种常用于检测固态、液态和压缩气体等物质成分的红外光谱技术。从光源发出的红外光经过折射率大的晶体再投射到折射率小的试样表面上，当入射角大于临界角时，入射光线就会产生全反射。事实上红外光并不是全部被反射回来，而是穿透到试样表面内一定深度后再返回表面。在该过程中，试样在入射光频率区域内有选择吸收，反射光强度发生减弱，产生与透射吸收相类似的谱图，从而获得样品表层化学成份的结构信息。值得一提的是，由于这种方法无需对样品进行任何处理，因此极大地简化了实验流程，并且能够准确地检测样品的成分，受到广泛应用。
2、根据atr原理，每次反射的倏逝光仅能穿透约1um样品深度，对于近红外样品动辄0.5mm以上光程场景，需要反射次数至少50次以上，对应其棱镜的长度也会达到难以加工的地步，且尺寸过长过大，不仅会结构臃肿，机械强度也会难以保证。现有技术中的atr棱镜因其反射次数较少而造成等效光程不足，使得在对低吸收率材料进行测量时，常常出现峰强度不足、容易埋峰等影响测量准确性的问题，极大限制了其应用。
3、因此，本领域需要一种新的技术方案来解决上述的问题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中atr棱镜等效光程较短的问题，本专利技术提供一种光学组件。本专利技术的光学组件包括：棱镜，所述棱镜包括第一底面、第二底面、
2、本专利技术的光学组件包括棱镜，棱镜允许光线在其内部传播并可在其内部发生全反射。棱镜包括相互平行的第一底面和第二底面，以便于控制光线在第一底面和第二底面之间反射时的反射角相同，以降低设计难度。第一腰面和第二腰面都在第一底面和第二底面之间倾斜地延伸，使得当光线沿垂直于第一底面的方向入射到第一腰面或者第二腰面上后，能够在对应的第一腰面或者第二腰面上发生反射，从而再射到第一底面或第二底面上，避免直接从外界将光线倾斜地射入棱镜在经过第一底面或第二底面时，产生的折射对光线轨迹的影响，以便于控制光线的光路。第一腰面和第二腰面分别与第一底面之间存在第一交线和第二交线。第一交线和第二交线可以是棱镜上的某条具体的边所在的线，也可是理论上存在的交线。现有技术中的棱镜，其第一交线和第二交线配置成相互平行的，光线在完成从第一腰面到第二腰面的一次传播后即射出棱镜。而在本专利技术中，第一交线和第二交线之间形成第一预定夹角，并且通过反光单元的设置，反光单元能够将射出棱镜的光线折转回棱镜中，使光线继续在第一腰面和第二腰面之间传播，从而光线每经过一次反光单元的反射作用，都能够延长大约一倍的光程，使得光线垂直于第一底面入射到第一腰面或者第二腰面上后，能够在第一腰面和第二腰面之间产生蛇形光路，即每完成一次从第一腰面到第二腰面的传播时，会再度调转方向从第二腰面到第一腰面传播一次，从而使成倍地延长光线的光程，提升测量的准确性。
3、在上述光学组件的优选技术方案中，每个所述第一光路中，位于上游的所述第二光路通过全反射向与其相邻的位于下游的所述第二光路进行传输。通过上述的设置，光线在传输过程中能够措辞在第二底面上全反射，以便进行atr探测。
4、在上述光学组件的优选技术方案中，所述蛇形光路朝向所述第一预定夹角的开口扩大的方向传输。通过上述的设置，垂直于第一底面射入到第一腰面或者第二腰面上的光线能够沿开口扩大的方向有序传播，以便于棱镜的设计和光线的采集。
5、在上述光学组件的优选技术方案中，所述反光单元包括与所述第一底面相对并相互间隔开的第一反光面和第二反光面，所述第一反光面用于将从所述第一腰面射出所述棱镜的光线反射回所述棱镜中，所述第二反光面用于将从所述第二腰面射出所述棱镜的光线反射回所述棱镜中。通过上述的设置，第一腰面和第二腰面与第一底面形成相同的夹角，以便于控制光线的轨迹。由于光线在经过第一腰面的反射作用射出棱镜时，光线的传播方向与经过第二腰面的反射作用射出棱镜时的传播方向可能不同，通过第一反光面和第二反光面的设置，保证每一次光线射出棱镜后都能够被再次反射回到棱镜中继续传播，以延长光程。
6、在上述光学组件的优选技术方案中，所述第一腰面和所述第二腰面都与所述第一底面形成第二预定夹角，所述第一反光面和所述第二反光面都与所述第一底面形成第三预定夹角。通过上述的设置，经过第一腰面射出棱镜并经过第一反光面反射回棱镜的光线与经过第二腰面射出棱镜并经过第二反光面反射回棱镜的光线大致对称，使得光路规律可控，以便于棱镜的参数设计和光线的采集。
7、在上述光学组件的优选技术方案中，所述第一预定夹角β、所述第二预定夹角θ和所述第三预定夹角γ满足：γ=arctan（sin2θ·tanβ），使垂直于所述第一底面入射到所述第一腰面上的光线在所述棱镜内部多次反射并从所述第二腰面射出所述棱镜后，可经过所述第二反光面垂直于所述第一底面反射回所述第二腰面上；垂直于所述第一底面入射到所述第二腰面上的光线在所述棱镜内部多次反射并从所述第一腰面射出所述棱镜后，可经过所述第一反光面垂直于所述第一底面反射回所述第一腰面上。通过上述的设置，当光线垂直于第一底面入射到第一腰面上后，光线将在第一底面和第二底面之间多次反射，同时会朝向第二腰面传播。当光线射到第二腰面上后将折向第一底面并从第一底面射出，满足上述的条件设置的第一反光面可将光线垂直于第一底面反射回第二腰面上，然后光线将向第一腰面传播，并在到达第一腰面后重复类似的情形，以此在第一腰面和第二腰面之间多次反射形成蛇形光路，以延长光程。
8、为了解决现有技术中atr棱镜等效光程较短的问题，本专利技术还提供一种红外光谱分析系统。本专利技术的红外光谱分析系统包括：根据上述任一项优选技术方案中的光学组件；光线发射组件，所述光线发射组件可将光线垂直于所述第一底面射入到所述第一腰面或者所述第二腰面上；和光线接收组件，所述光线发射组件用于接收从所述棱镜内射出的光线。通过上述的设置，光线发射组件射出的光线可在棱镜中形成蛇形光路，并射出棱镜被光线接收组件接收并分析，以克服现有技术中的atr棱镜等效光程较短的问题。
9、在上述红外本文档来自技高网...
【技术保护点】
1. 一种光学组件，其特征在于，所述光学组件包括：
2.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，每个所述第一光路中，位于上游的所述第二光路通过全反射向与其相邻的位于下游的所述第二光路进行传输。
3.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述蛇形光路朝向所述第一预定夹角的开口扩大的方向传输。
4.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述反光单元包括与所述第一底面相对并相互间隔开的第一反光面和第二反光面，所述第一反光面用于将从所述第一腰面射出所述棱镜的光线反射回所述棱镜中，所述第二反光面用于将从所述第二腰面射出所述棱镜的光线反射回所述棱镜中。
5.根据权利要求4所述的光学组件，其特征在于，所述第一腰面和所述第二腰面都与所述第一底面形成第二预定夹角，所述第一反光面和所述第二反光面都与所述第一底面形成第三预定夹角。
6.根据权利要求5所述的光学组件，其特征在于，所述第一预定夹角β、所述第二预定夹角θ和所述第三预定夹角γ满足：γ=arctan（sin2θ·tanβ），使垂直于所述第一底面入射到所述第一腰面上的光线在所述
7.一种红外光谱分析系统，其特征在于，所述红外光谱分析系统包括：
8.根据权利要求7所述的红外光谱分析系统，其特征在于，
9.根据权利要求7所述的红外光谱分析系统，其特征在于，所述光线发射装置包括光源和沿所述光源发出的光线的传播方向依次设置的第一光纤、第一准直镜。
10.根据权利要求7所述的红外光谱分析系统，其特征在于，所述光线接收组件包括沿从所述棱镜中射出的光线的传播方向依次设置的第二准直镜、第二光纤和光谱仪。
...【技术特征摘要】
1. 一种光学组件，其特征在于，所述光学组件包括：
2.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，每个所述第一光路中，位于上游的所述第二光路通过全反射向与其相邻的位于下游的所述第二光路进行传输。
3.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述蛇形光路朝向所述第一预定夹角的开口扩大的方向传输。
4.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述反光单元包括与所述第一底面相对并相互间隔开的第一反光面和第二反光面，所述第一反光面用于将从所述第一腰面射出所述棱镜的光线反射回所述棱镜中，所述第二反光面用于将从所述第二腰面射出所述棱镜的光线反射回所述棱镜中。
5.根据权利要求4所述的光学组件，其特征在于，所述第一腰面和所述第二腰面都与所述第一底面形成第二预定夹角，所述第一反光面和所述第二反光面都与所述第一底面形成第三预定夹角。
6.根据权利要求5所述的光学组件，其特征在于，所述第一预定夹角β、所述第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：符祥震，兰树明，牛广志，刘康胜，
申请(专利权)人：无锡迅杰光远科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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