專利名稱：一種后置分光式光學(xué)元件光譜分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種分光光度計(jì)，尤其是涉及一種用于測量各種光學(xué)材料和元件 反射、透射、折射、散射光學(xué)指標(biāo)的光譜分析儀。
技術(shù)背景隨著光電技術(shù)的發(fā)展，大到航空航天，小到手機(jī)電視，越來越多的光學(xué)元件被應(yīng)用 到國民經(jīng)濟(jì)和日常生活中。在產(chǎn)品研發(fā)、光學(xué)材料選擇和元件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生產(chǎn)、工藝條件確 定和產(chǎn)品質(zhì)量檢定等過程中，都需要進(jìn)行準(zhǔn)確、快速的光度測量。針對(duì)光學(xué)元件的品質(zhì)監(jiān)控 需求，目前用于各種光學(xué)材料和元件的反射、透射、散射等各項(xiàng)光學(xué)指標(biāo)測量的常用儀器是 前置分光的。現(xiàn)有的光譜分析儀器，普遍采用前置分光單色技術(shù)，即光源發(fā)出的復(fù)合光通過 光柵(或棱鏡)分解，旋轉(zhuǎn)光柵(或棱鏡)分解的單色光通過固定的出射孔(狹縫)投射 到樣品上，透射光被光電轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過光柵旋轉(zhuǎn)和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)不同波長下的 光度檢測。這樣的光譜分析儀器由于光柵通過機(jī)械裝置旋轉(zhuǎn)，要保證波長分辨率就需要一 定的掃描時(shí)間，測量速度慢，不能馬上得到所測光學(xué)材料和元件的光學(xué)指標(biāo)測量，對(duì)于大批 量的產(chǎn)品檢測效率低。由于采用精密機(jī)械旋轉(zhuǎn)裝置，現(xiàn)有的測量儀器對(duì)調(diào)試和安裝的要求 高，造成儀器造價(jià)高。同時(shí)，現(xiàn)有的測量儀器整體光路設(shè)計(jì)缺乏靈活性，無法隨意改變接收 光路，只能通過調(diào)整樣品擺放來改變不同點(diǎn)的測量值，不適應(yīng)復(fù)雜形狀樣品測量
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型是針對(duì)光學(xué)材料性能測定和光學(xué)元件生產(chǎn)的品質(zhì)監(jiān)控需求而提出，目 的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定、靈活的光學(xué)元件光譜分析儀器。本實(shí)用新型的技術(shù)方案解決措施如下一種后置分光式光學(xué)元件光譜分析儀，光源的光經(jīng)過反射鏡聚光反射后匯聚于光 纖導(dǎo)光透鏡，由光纖傳導(dǎo)至光纖出射透鏡，出射透鏡的后部固定有調(diào)整透鏡，調(diào)整透鏡調(diào)整 入射光為近似平行光束照射樣品，積分球接收透射或反射光束經(jīng)光纖傳光給光柵，光柵分 光給反射光路分散投向陣列光電轉(zhuǎn)換器，光電轉(zhuǎn)換器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換給模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn) 換器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理。所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是電子計(jì)算機(jī)(PC機(jī))或者其他數(shù)據(jù)處理裝置。所述樣品放置平臺(tái)由垂直升降臺(tái)和角位移臺(tái)組成，積分球固定在連接桿，連接桿 固定連接角位移臺(tái)。所述光源為鹵鎢燈或氘燈。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型采用與目前常用的儀器前置分光，獲取單色光后對(duì)被量測體進(jìn)行測量 的設(shè)計(jì)不同，改變了測量分光的基本原理，用復(fù)合光直接對(duì)被量測體照射，采用后置分光， 取消了單色步驟，無需機(jī)械分光掃描，極大地縮減了測量時(shí)間，全波段整體掃描時(shí)間從分 鐘降低到秒和毫秒級(jí)，極大地提高了分析測試效率。
3[0011]由于取消了機(jī)械步進(jìn)裝置，避免了機(jī)械行走導(dǎo)致的位移誤差和震動(dòng)，提高了測量 的重現(xiàn)性水平和儀器穩(wěn)定性，顯著提高了不規(guī)則形狀測量重復(fù)測量的精確度。該新型分光 設(shè)計(jì)，從原理上降低了儀器制造難度，避免了機(jī)械分光的復(fù)雜設(shè)計(jì)和精密制造，并顯著提高 了波長重現(xiàn)性、儀器穩(wěn)定性等性能。儀器整體結(jié)構(gòu)緊湊，抗震、移動(dòng)性能得以提高，同時(shí)減少 了光路中反射、透射等光學(xué)器件的使用量，降低了儀器使用環(huán)境要求，更利于儀器在惡劣環(huán) 境下使用，降低了儀器的維護(hù)成本。新型設(shè)計(jì)顯著簡化了制造中機(jī)械傳動(dòng)和光學(xué)調(diào)整步驟， 儀器制造成本得以顯著降低。

圖1為本實(shí)用新型的光路原理示意圖。圖2為本實(shí)用新型儀器結(jié)構(gòu)布置圖。
具體實(shí)施方式
下面通過附圖和具體實(shí)施方式
進(jìn)一步說明本發(fā)明。如圖2所示，一種后置分光式光學(xué)元件光譜分析儀，光源2的光經(jīng)過反射鏡1聚光 反射后匯聚于光纖導(dǎo)光透鏡3，由光纖4傳導(dǎo)至光纖出射透鏡5，出射透鏡的后部固定有調(diào) 整透鏡6、7，調(diào)整透鏡6、7調(diào)整入射光為近似平行光束照射樣品8，積分球9接收透射或反 射光束經(jīng)光纖10傳光給光柵11，光柵11分光給反射光路12分散投向陣列光電轉(zhuǎn)換器13， 光電轉(zhuǎn)換器13將電信號(hào)轉(zhuǎn)換給模數(shù)轉(zhuǎn)換器17，模數(shù)轉(zhuǎn)換器17將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)由 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)18處理。所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是電子計(jì)算機(jī)(PC機(jī))或者其他數(shù)據(jù)處理裝置。所述樣品放置平臺(tái)由垂直升降臺(tái)14和角位移臺(tái)15組成，積分球9固定在連接桿 16，連接桿16固定連接角位移臺(tái)15。所述光源2為鹵鎢燈或氘燈。本實(shí)用新型的樣品放置機(jī)構(gòu)是半固定可調(diào)節(jié)的樣品平臺(tái)，其中垂直升降臺(tái)14可 以實(shí)現(xiàn)樣品的上下調(diào)節(jié)，垂直升降臺(tái)上裝有樣品旋轉(zhuǎn)裝置，可以實(shí)現(xiàn)樣品在0° 360°范 圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型的移動(dòng)采光系統(tǒng)包括采光積分球9、連接桿16和角位移平臺(tái)15， 連接采光積分球9的角位移平臺(tái)15可以在2. 5° 357.5°范圍內(nèi)進(jìn)行角位移，從而實(shí)現(xiàn) 在不同角度都能接收到經(jīng)過樣品反射或者透射后的光線。
權(quán)利要求1.一種后置分光式光學(xué)元件光譜分析儀，包括光源O)、反射鏡(1)、光纖導(dǎo)光透鏡 (3)，其特征在于光源(2)的光經(jīng)過反射鏡(1)聚光反射后匯聚于光纖導(dǎo)光透鏡(3)，由光 纖(4)傳導(dǎo)至光纖出射透鏡(5)，出射透鏡的后部固定有調(diào)整透鏡(6、7)，調(diào)整透鏡(6、7) 調(diào)整入射光為近似平行光束照射樣品(8)，積分球(9)接收透射或反射光束經(jīng)光纖(10)傳 光給光柵(11)，光柵(11)分光給反射光路(1 分散投向陣列光電轉(zhuǎn)換器(13)，光電轉(zhuǎn)換 器(1 將電信號(hào)轉(zhuǎn)換給模數(shù)轉(zhuǎn)換器(17)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(17)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)由數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)(18)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種后置分光式光學(xué)元件光譜分析儀，其特征在于數(shù)據(jù)處 理系統(tǒng)是電子計(jì)算機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種后置分光式光學(xué)元件光譜分析儀，其特征在于樣品放 置平臺(tái)由垂直升降臺(tái)(14)和角位移臺(tái)(1 組成，積分球(9)固定在連接桿(16)，連接桿 (16)固定連接角位移臺(tái)(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種后置分光式光學(xué)元件光譜分析儀，其特征在于光源(2) 為鹵鎢燈或氘燈。
專利摘要一種后置分光式光學(xué)元件光譜分析儀，光源的光經(jīng)過反射鏡聚光反射后匯聚于光纖導(dǎo)光透鏡，由光纖傳導(dǎo)至光纖出射透鏡，出射透鏡的后部固定有調(diào)整透鏡，調(diào)整透鏡調(diào)整入射光為近似平行光束照射樣品，積分球接收透射或反射光束，光柵分光給反射光路分散投向陣列光電轉(zhuǎn)換器，光電轉(zhuǎn)換器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換給模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理。它測量速度快、適應(yīng)復(fù)雜形狀樣品、測量重現(xiàn)性好、配置靈活、價(jià)格低，適用于各種光學(xué)元件的光學(xué)參數(shù)測量和質(zhì)量監(jiān)測。
文檔編號(hào)G01N21/25GK201859114SQ20082020421
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者姚建政, 宋光均, 蹇華麗, 鄭祥利 申請(qǐng)人:宋光均