[实用新型]一种多光栅转台及含有该多光栅转台的单色仪和光谱仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及单色仪和光谱仪，特别涉及单色仪或光谱仪中的多光栅转台。

背景技术

单色仪或光谱仪是常用的物理学仪器，可以用来产生单色光或进行光谱分析。其常用的分光元件是光栅，光栅转台是承载光栅的装置，是单色仪或光谱仪的核心部件。

常用的光栅转台主要有三种类型：

一、单光栅共轴型：此类型的光栅转台轴线与光栅刻划面处于同一个平面内，如图1所示是一个光栅转台的俯视示意图，虚线圆圈表示一个转台，转台下面有电机和减速机构(图中未示出)，在转台平面的大致中央位置垂直地固定一个光栅，这样当转台绕着垂直于其台面的中心轴旋转时，就带动光栅一起转动，图中方框代表光栅，实线方框所处的位置表示光栅的初始位置，虚线方框所处的位置表示光栅转动后的位置。图1中两条点划线所限定的斜线区域表示入射的光束范围。从图1中可以看出，在光栅转动前和转动后两状态下，入射的光能量基本都落在光栅刻划面内，光能量浪费较少。最早的单色仪或光谱仪都采用这种单光栅共轴型转台，这种单光栅共轴型转台被长时间广泛应用，目前国内外的单光栅单色仪大多都采取这样的光栅台形式。但是，这种单光栅共轴型光栅转台的缺点是：由于只能放置一块光栅，因而光谱范围小，应用范围窄。

二、多光栅离轴型：这种类型的光栅转台转动轴线不是与光栅刻划面处于同一个平面内，而是在光栅刻划面以外与光栅刻划面有一定距离，且转动轴线一般是与光栅刻划面平行的。如图2所示是一个多光栅离轴型光栅转台的俯视示意图，虚线圆圈表示一个转台，转台是绕着垂直于其台面的、位于圆心位置的转轴能够旋转的，转台下面有电机和减速机构(图中未示出)，在转台平面上垂直地固定三个光栅，且每个光栅是相对于转轴左右对称的，这样当转台绕着垂直于其台面的圆心转轴旋转时，就带动光栅一起转动，图中方框代表光栅，实线方框所处的位置表示光栅的初始位置，虚线方框所处的位置表示光栅转动后的位置。图2中两条点划线所限定的斜线区域表示入射的光束范围。从图2中可以看出，由于这种结构可以在同一个光栅台上同时放置多块光栅从而扩大了整台仪器的光谱范围而得到广泛应用。但是，这种类型的光栅台的不足是：在实际应用中随着光栅的转动，光束的有效应用口径变小，光栅部分刻划面在转动以后就接受不到全部的入射光束而造成大量的光束浪费，而仪器输出的有效能量也因此大大减少，不能被应用的光束又使仪器的杂散光增大，降低仪器的整体性能。如图2所示当光栅旋转到终止位置时，S区为光栅未应用区，Q区为光束未应用区，L为光束实际应用区。

三、多光栅共轴型：针对第二种类型存在的不足，已有技术中有采用两个电机来解决问题，即光栅扫描采用一个电机，光栅转换采用另外一个电机，图3表示了一个多光栅共轴型光栅转台的俯视示意图，其中较大的实线(或虚线)圆圈表示光栅固定台，三块光栅大致成三角型垂直固定其上，其中心是光栅转换电机轴，光栅转换电机固定在台下(图中未示出)，每个光栅相对于光栅转换电机轴是左右对称的，在转换电机的驱动下光栅固定台进行旋转从而实现光栅转换。当光栅转换完成即所需要的光栅处于扫描位置时，扫描电机启动将驱动由较小的虚线圆圈表示的台面进行选转实现光栅扫描(扫描电机和减速装置固定在扫描台下)。图中实线矩形表示光栅扫描前的位置，虚线矩形是光栅扫描后的位置。所以，光栅转换电机先将所需光栅转到光栅扫描台的轴心，再由光栅扫描电机带动光栅旋转进行扫描。图3中两条点划线所限定的斜线区域表示入射的光束范围。这种类型虽可以解决光能量的充分利用问题，达到和图1所示单光栅共轴型光栅转台相同的效果，但是仪器的结构、控制部分都要复杂得多，成本也大幅上升，两个不同轴的转动也带来维护的难度。

鉴于上述已有技术的不足，就需要一种改进的多光栅转台及包含该多光栅转台的单色仪和光谱仪。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中光束浪费和杂光大的不足，提供一种能够放置多块光栅、光谱范围宽，且光束利用率高、结构简单、成本低的单色仪或光谱仪多光栅转台。

为了达到上述目的，本实用新型采取如下技术方案：

一种多光栅转台，包括旋转转台，在该旋转转台上通过固定部件固定至少一个光栅；所述光栅相对于所述旋转转台的转轴是偏置的。

在上述技术方案中，进一步地，所述转轴与所述光栅的刻划面是离开的，且相互平行。

在上述技术方案中，进一步地，还包括至少一个用于调整方位的调整架，所述调整架固定在旋转转台上，所述固定部件将光栅固定到调整架上。