[发明专利]基于离轴抛物反射镜的高分辨率MEMS微镜红外光谱仪

摘要

本发明提出一种基于离轴抛物反射镜的MEMS微镜红外光谱仪，其由光纤连接器、入射狭缝、抛物面反射镜、扫描镜、闪耀光栅、反射聚焦镜、出射狭缝、探测器等部分组成。扫描镜是采用MEMS（微电子机械系统）技术制作而成的扫描微镜，其与闪耀光栅共同实现扫描与分光功能；外部待测光信号通过光纤传输后由光纤连接器、入射狭缝耦合进光谱仪，被抛物面反射镜离轴准直为平行光束；平行光束被扫描镜扫描反射至紧靠扫描镜放置的闪耀光栅上，经光栅分光、聚焦镜反射聚焦后，不同波长的光依次通过出射狭缝照到探测器上，实现光谱的连续扫描探测。本发明提出的光谱仪是具有体积小、光谱范围宽、信噪比高、成本低廉等优点的高分辨率MEMS红外光谱仪。

主权项

1.基于离轴抛物面反射镜的高分辨率MEMS 微镜红外光谱仪，它是由光纤连接器（1）、入射狭缝（2）、离轴抛物面反射镜（3）、扫描镜（4）、闪耀光栅（5）、聚焦反射镜（6）、出射狭缝（7）、探测器（8）部分组成；其特征在于：所述光纤连接器（1）放置在入射狭缝（2）前，入射狭缝（2）设置于离轴抛物面反射镜（3）的焦点或焦点附近，待测光信号通过光纤连接器（1）、入射狭缝（2）耦合进光谱仪，被离轴抛物面反射镜（3）准直为平行光束；扫描镜（4）放置在离轴抛物面反射镜（3）的准直光路上，闪耀光栅（5）紧靠扫描镜（4）、与扫描镜（4）呈小于90°夹角放置，聚焦反射镜（6）与闪耀光栅对向放置；准直的平行光束被扫描镜（4）反射到闪耀光栅（5）上，通过闪耀光栅（5）进行色散分光；色散光被聚焦反射镜（6）聚焦成像，并且色散光被聚焦反射镜（6）聚焦反射后，反射光路与经离轴抛物面反射镜（3）准直的平行光束相交叉；出射狭缝（7）位于聚焦反射镜（6）的焦平面上或焦平面附近，探测器（8）放置在出射狭缝（7）后方；由于扫描镜（4）的周期性扫描运动，不同波长的待测光信号被闪耀光栅（5）分光、聚焦反射镜（6）聚焦成像后依次通过出射狭缝（7）照射在探测器（8）上，从而实现光谱的连续扫描探测。