[发明专利]一种电压控制闪耀角可调衍射效率反射光栅

说明书

本发明涉及一种电压控制闪耀角可调衍射效率反射光栅，包括由压电材料成型的闪耀光栅基体，所述闪耀光栅基体的侧面设有一对位置相对的电极对，所述的电极对用于与外部可调电压控制装置电连接，通过在压电材料的侧面电极对上加电压，引起压电材料的形变，产生光栅面闪耀角变化，随着闪耀角逐渐变小，闪耀光栅的衍射效率曲线峰值波长也逐渐变小，通过控制闪耀光栅上所施加的电压，可以调节闪耀光栅的衍射效率随波长变化的曲线，得到各工作波长处特定的衍射效率值，本发明的优点在于为能够为各种仪器应用提供实时变化的衍射效率响应。

技术领域

本发明涉及仪器应用中的光学滤波器领域，尤其是电压控制闪耀角可调衍射效率反射光栅。

背景技术

光谱仪中常用闪耀光栅作为衍射分光元件。闪耀光栅也叫做小阶梯光栅，是一种特殊类型的衍射光栅。经过优化，闪耀光栅在特定衍射级次获得最大光栅衍射效率。为此目的，最多的光能量集中到所需衍射级次，其他级次（特别是零级）剩余的能量尽可能少。因为这种条件只能在某一波长处实现，所以这种光栅有特定闪耀波长，获得最大衍射效率的方向，称为闪耀角。表征闪耀光栅的三个关键指标是闪耀波长，衍射级次和闪耀角。由于闪耀光栅具有高衍射效率的优点，因此在光通讯设备，生命科学仪器，及其它需要按波长分光和按波长合光的系统中，得到了广泛采用。

现有的闪耀光栅在给定级次上，对于闪耀波长具有最大衍射效率，随着波长向长波或短波偏离，衍射效率逐渐降低。对于大光谱范围的应用，则需要多个不同闪耀波长的闪耀光栅交替使用，例如分光光度计中，常装配有二个以上闪耀光栅，闪耀波长分别在紫外、近红外和红外波长范围内。由于现有闪耀光栅的局陷，系统中增加了光栅切换的传动结构，如马达或微机电器件，这些方案的局限性包括移动部件，元件间角度错位和较低响应时间，限制了这些机械结构的有效应用，而且系统尺寸也增大了；二个以上光谱曲线测量后需要进行标定和拼接，增加了测量时间，数据分析难度和准确性；系统的机械结构可靠性和寿命也遇到了挑战。在流式细胞仪中，通常检测荧光波长包含紫外光、可见光和近红外光，需要在较大光谱范围内，闪耀反射光栅都具于较高衍射效率。各种不同应用的专业领域需要可调光学分光元件具有较快响应时间和较宽光谱范围。

已有技术中的需要由本发明实现，包括仪器系统应用中的光学波长分光和合光器，特别是电压控制闪耀角可调衍射效率闪耀光栅，闪耀波长和衍射效率独立可变，能够为各种仪器应用提供较大光谱范围，实时，高速变化的衍射分光响应。

发明内容

针对现有技术的情况，本发明的目的在于提供一种能适用于各种仪器应用且能够提供实时变化的分光光谱响应的电压控制闪耀角可调衍射效率反射光栅。

为了实现上述的技术目的，本发明采用的技术方案为：

一种电压控制闪耀角可调衍射效率反射光栅，其特征在于：其包括由压电材料成型的闪耀光栅基体，所述闪耀光栅基体的侧面设有一对位置相对的电极对，所述的电极对用于与外部可调电压控制装置电连接，通过调节可调电压控制装置的输出电压，使闪耀光栅基体产生形变，以改变闪耀光栅基体的闪耀角和衍射光谱响应。

进一步，所述的压电材料为压电陶瓷、压电玻璃或压电晶体。

进一步，所述的闪耀光栅基体具有一光学面，所述的光学面为平面、凹球面或凹柱面。

优选的，所述闪耀光栅基体的光学面上沉积有由金、银、铝或铬形成的反射膜和由二氧化硅、氟化镁、五氧化二钽、二氧化钛或氧化铪形成的光学介质膜。

进一步，所述的电极对为金或石墨烯形成的导电膜。