[发明专利]一种凹面光栅光谱仪

说明书

技术领域

本发明涉及光栅制作领域，尤其涉及一种凹面光栅光谱仪。

背景技术

随着光谱仪性能的不断提高、功能的不断完善，仪器体积也变得越来越笨重庞大，虽然可以满足室内高精度科学分析的需要，但是在室外的应用却受到了极大的限制，具有检测不及时、不准确，甚至是不可能等缺点。近年来，由于环境检测、生物医学、科技农业、军事分析以及工业流程监控等一些需要现场实时测试的应用领域的现代化发展，实验室中的大型光谱仪器已难以满足上述实际使用要求。开发便携式小型光谱仪器产品具有重要的实际意义以及广阔的市场前景。

但是分辨率与光谱仪的体积又相互关联，目前提高小型光谱仪分辨率的方法，都在一定程度上增加了光谱仪的体积。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种能够在保持体积不变的前提下提高光谱分辨率的凹面光栅光谱仪，以解决现有的小型光谱仪存在的仪器体积随分辨率提高而增大的问题。

本发明提供的技术方案如下：

一种凹面光栅光谱仪，包括依光的传播方向依次设置于光路上的入射狭缝、凹面光栅和光探测器，所述光探测器用于接收具有第一波长范围的短波段光线；所述光谱仪还包括遮光板和反射镜；所述反射镜设于所述凹面光栅与所述光探测器之间的光路上，用于将具有第二波长范围的长波段光线反射到所述光探测器上，其中所述第一波长范围为λ₁～λ₂，所述第二波长范围为λ₃～λ₄，且λ₁＜λ₂≤λ₃＜λ₄，使得所述短波段光线与所述长波段光线复用所述光探测器，并且，所述光探测器和所述反射镜的位置满足入射到所述光探测器上的所述短波段光线和所述长波段光线在检测时互不干扰；所述遮光板可活动地设于所述凹面光栅与所述光探测器之间的光路上，当需要检测所述短波段光线时，所述遮光板切换至第一位置，以使所述短波段光线入射到所述光探测器，同时阻碍所述长波段光线入射到所述光探测器；当需要检测所述长波段光线时，所述遮光板切换至第二位置，以使所述长波段光线入射到所述光探测器，同时阻碍所述短波段光线入射到所述光探测器。

优选地，所述光探测器为光电倍增管、热电探测器、半导体光探测器或CCD阵列探测器。

优选地，所述凹面光栅的制作结构参数中，工作级次为+1，曝光波长为紫外激光波段。

本发明提出的凹面光栅光谱仪，针对待检测的光谱，经凹面光栅分光汇聚后出射的光线中的短波段光线直接入射到光探测器，而光线中的长波段光线通过反射镜反射到光探测器，短波段和长波段的光线都用同一个光探测器来检测，原本用于直接接收凹面光栅出射的长波段光线的探测器即可省略，从而可以减小仪器的体积，遮光板的设置避免了长波段光线和短波段光线的相互干扰，遮光板和反射镜的位置在光探测器与凹面光栅之间，并不产生新的空间需求。从而，针对同一待测光谱，光探测器的长度(或数量)可大大减少，即在保持同样的分辨率条件下，光谱仪的体积因光探测器的长度(或数量)减少而减小，换言之，在体积不变的情况下，本发明的光谱仪能获得更高的光谱分辨率。

附图说明

图1是无反射镜和遮光板时光谱仪的光路示意简图；

图2是本发明提供的凹面光栅光谱仪的光路示意简图。

具体实施方式

下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。