[发明专利]新型傅立叶变换红外光谱仪及动镜扫描装置

说明书

技术领域

本发明涉及傅立叶光谱仪技术领域，特别涉及一种新型傅立叶红外光谱仪及动镜扫描装置。

背景技术

傅立叶光谱仪的核心部件为Michelson干涉仪，光的干涉来源于干涉仪动镜和定镜间相对运动所产生的光程差。动镜扫描系统是光谱仪的一个重要组成部分，高精度的动镜驱动系统是傅立叶变换光谱仪的核心和难点之一，在运动过程中，要保持动镜运动的匀速性，并且在运动过程中，对晃动或倾斜都有严格的要求。

传统的动镜扫描装置的机械结构(即旋转电动机+球体丝杠等中间环节)中，机械元件易产生弹性变形、摩擦、间隙、非线性误差等缺陷。为了改善这种缺陷，在一些动镜扫描装置中，采用楔形结构实现一个方向的运动转换为另一个垂直方向的运动，并采用磁性装置来保障楔形结构的接触可靠性。磁性装置的磁性不能太大，避免产生磁场干扰，然而楔形结构的运动行程较大，随着楔形结构中两个楔形块的运动距离越远，磁性结构的吸附力越差，进而导致楔形结构的接触可靠性降低，继而引起光谱仪的检测精度下降。

发明内容

本发明的目的在于改善现有技术中所存在的上述不足，提供一种新型傅立叶红外光谱仪及动镜扫描装置，以提高光谱仪的精度。

为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：

一种动镜扫描装置，包括磁性装置、楔形结构、驱动装置、限位装置和同步装置；其中，

所述楔形结构包括第一楔形块和第二楔形块，在所述磁性装置的诱导作用下，第一楔形块的楔形面与第二楔形块的楔形面相贴合；

所述驱动装置用于驱动第一楔形块沿第一直线方向匀速运动；

所述限位装置用于限制所述第一楔形块仅沿第一直线方向运动，以及在第一楔形块的贴合作用下，限制第二楔形块仅沿第一直线方向的垂直方向运动；

第二楔形块设置有软磁铁材料层，所述同步装置用于使得磁性装置随第二楔形块做同步运动。

上述动镜扫描装置，一方面，通过磁性装置、楔形结构、限位装置的配合，使得第一楔形块和第二楔形块只能沿着设定的方向做直线运动，且以楔形结构的方式实现两个垂直方向的运动，可以保障器件不发生变形，且在驱动装置的控制下，楔形结构也可以实现稳定匀速运动，进而提高检测精度；另一方面，增设了同步装置，磁性装置在同步装置的作用下与第二楔形块做同步运动，进而保障第二楔形块与磁性装置之间的距离恒定，继而保持磁性装置对第二楔形块中的软磁铁材料层具有很好的吸附效果，即保障第一楔形块与第二楔形块之间贴合的可靠性，提高动镜扫描装置的光谱分辨率和检测精度。另外，由于采用楔形结构，通过驱动装置带动第一楔形块运动就可同时实现两个方向的运动，使得整个动镜扫描装置的结构更减化，满足小型化设备的要求。

作为一种实施方式，所述同步装置包括设置于第一楔形块的楔形槽，楔形槽沿第一楔形块的长度方向设置，楔形槽的楔形面平行于第一楔形块的楔形面，磁性装置在楔形槽内随着第二楔形块同步运动。

进一步地，同步装置还包括第二限位结构，用于限制磁性装置仅沿第一直线方向的垂直方向运动。通过第二限位结构的限定作用，使得磁性装置的移动与第二楔形块完全同步，避免磁性装置同时有第一直线方向的运动，保障磁性装置与第二楔形块在竖直和水平方向的距离都恒定，进一步保障第二楔形块与第一楔形块之间贴合的可靠性。

在进一步优化的方案中，动镜扫描装置还包括第一球体，第一球体设置于第一楔形块的楔形面与第二楔形块的楔形面之间，在所述磁性装置的诱导作用下，第一楔形块的楔形面与第二楔形块的楔形面通过第一球体相贴合。

第一楔形块的楔形面与第二楔形块的楔形面之间设置有第一球体，实现球面接触，基于目前制造工艺的限制，球体球面的平滑度远高于块体结构平面的平滑度，因此通过第一球体的设置可以进一步保障第一楔形块和第二楔形块的运动方向不发生变换，也可以减小第一楔形块与第二楔形块之间的摩擦力，使得两者的相对运动更平滑，进而提高光谱仪的光谱分辨率和检测精度。

在进一步优化的方案中，第一球体设置于所述第二楔形块的楔形面，或者，第一球体设置于第二楔形块的楔形面。通过将第一球体固定的方式，可以使第一球体更稳定，保障第一楔形块与第二楔形块之间球面接触更可靠。

在进一步优化的方案中，所述限位装置与第一楔形块的接触面为球面，和/或，限位装置与第二楔形块的接触面为球面。限位装置与第一楔形块和第二楔形块的接触面也为球面，使得限位装置与第一楔形块和第二楔形块的接触面的平滑度更高，更进一步提高光谱仪的检测精度。