[发明专利]一种中阶梯光栅小型固定装置及姿态调整方法

说明书

本发明公开了一种中阶梯光栅小型固定装置及姿态调整方法，该固定装置包括底座，光栅压片、光挡片和改进的姿态调整机构，该改进的姿态调整机构包括：光栅第一调节安装块、光栅第二调节安装块、轴钉、螺纹副调节轴组件、弹簧组件和旋转板组件；该固定装置结构简单，组装方便，仅需完成螺纹副调节轴组件及弹簧组件的组装，即可实现中阶梯光栅姿态的三维姿态和空间高度的调整调试。该固定装置简单，组装方便，光栅的俯仰、倾斜和水平高度可分别调试，避免相互干扰，利于实现产业化。

技术领域

本发明属于光谱仪分光系统技术领域，特别是涉及一种中阶梯光栅小型固定装置及姿态调整方法。

背景技术

中阶梯光栅光谱仪是以低色散棱镜与高色散中阶梯光栅交叉色散的全谱光谱仪，它采用纵向色散，配合中阶梯光栅高衍射级次的横向色散，在像面上形成二维谱图，并以面阵探测器采集二维谱图，具有波段范围宽、分辨率高、体积小、灵敏度高、瞬态测量等优点，已成为原子发射光谱分析技术研究的重点。

中阶梯光栅作为中阶梯光栅光谱仪最关键的分光元件之一，其在光学系统的工作姿态与系统的性能密切相关。现有技术中，通常将中阶梯光栅安装在固定装置内，并利用调整装置的姿态调整机构对中阶梯光栅的姿态进行调试。例如，本申请人的在先申请的中国发明专利ZL 201510389066.9“一种具有三维姿态可调功能的光栅固定结构”(CN105043540 A)，公开了一种可实现三维姿态调整汞灯的光栅固定结构。但是该光栅固定结构存在如下缺陷：(1)螺纹副和调节柱必须结合才能实现光栅姿态调整；(2)调整滚转螺纹副时，会对光栅的俯仰和倾斜均产生影响；(3)该固定结构的机械尺寸比较大，难以实现光学系统的小型化。本申请人的另一个在先申请的中国发明专利ZL 201810116151.1“一种光谱仪的中阶梯光栅姿态调整方法和校准装置”(CN 108181238 A)，公开了一种利用本申请人的在先专利申请CN 105043540 A中的固定架对中阶梯光栅进行姿态调试的方法以及调试过程中使用到的校准装置。但该调试方法仅适用于CN 105043540 A中的固定结构，当中阶梯光栅的固定结构及调整方式发生改变，CN 108181238 A的调试方法将不再适用。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种中阶梯光栅小型固定装置及姿态调整方法，克服上述现有技术存在的调试难度及应用场景的限制等缺陷。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种中阶梯光栅小型固定装置，包括底座1、光栅压片2、光栅挡片3和姿态调整机构。

所述姿态调整机构包括光栅第一调节安装块4、光栅第二调节安装块5、轴钉6、螺纹副调节轴组件7、弹簧组件8和旋转板组件9；所述光栅第二调节安装块5通过弹簧组件8平行于光栅第一调节安装块4设置在光栅第一调节安装块4的上方，中阶梯光栅11固定在光栅第二调节安装块5上。

所述光栅第一调节安装块4的中心设有旋转光孔，轴钉6贯穿该旋转光孔；光栅第一调节安装块4侧面设置有旋转板组件9，用于调节光栅第一调节安装块4的旋转角度；所述螺纹副调节轴组件7包括通过螺纹副分别与光栅第二调节安装块5垂直连接的多个调节轴，各调节轴的末端贯穿光栅第二调节安装块5，与第一调节安装块4的上表面接触；其中：俯仰调节轴701、倾斜调节轴702和辅助调节轴703分别位于一等腰直角三角形的三个顶点上；俯仰调节轴701用来调节中阶梯光栅11的俯仰，倾斜调节轴702用来调节中阶梯光栅11的倾斜，辅助调节轴703与俯仰调节轴701、倾斜调节轴702共同实现中阶梯光栅11水平高度上的调整。

所述俯仰调节轴701与辅助调节轴703之间的连线与光栅第二调节安装块5的纵轴线平行，所述倾斜调节轴702与辅助调节轴703之间的连线与光栅第二调节安装块5的横轴线平行，所述俯仰调节轴701与倾斜调节轴702之间的连线过光栅第二调节安装块5的形状中心；俯仰调节轴701、倾斜调节轴702和辅助调节轴703靠近光栅第二调节安装块5的左侧边缘或右侧边缘。