微型光纖光譜儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種微型光纖光譜儀，由光纖、殼體、平場凹面光柵和探測器組成；所述光纖包括入射端、光纖本體和出射端，所述光纖的入射端排布為陣列型，所述光纖的出射端排布為線型；所述光纖的出射光直接射入所述平場凹面光柵，所述平場凹面光柵將出射光直接射入探測器；所述光纖的出射端、平場凹面光柵和探測器設(shè)于所述殼體內(nèi)。本實用新型提供了一種更小更輕，方便攜帶，組成部件少，成本低，光路的易調(diào)試光纖光譜儀。
【專利說明】
微型光纖光譜儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種光纖光譜儀，屬于光譜遙感探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微型光纖光譜儀。
【背景技術(shù)】
[0002]國際上，掃描儀種類很多，一般以圖像掃描為主，針對蝕變礦物全自動數(shù)字化掃描儀只有澳大利亞聯(lián)邦采礦與勘探研究所研制的礦物分析儀器和裝置，在實驗室中進行大量標本光譜自動分析和圖像記錄，一般一個鉆孔所測得的數(shù)據(jù)有幾十萬條，供后續(xù)數(shù)據(jù)反演和記錄使用。此外還有芬蘭公司研制的巖心光譜成像掃描儀和南非BHP研制的熱紅外成像掃描儀，這兩種儀器還沒有在實際生產(chǎn)中得到應(yīng)用。
[0003]國外掃描儀一般劃分為三種，一種是實驗室測量，儀器體積大，重量重，不方便移動，由于較重，減少了震動，測量速度快；另一種是可移動式輕便型掃描儀，體積較小，重量輕，方便現(xiàn)場測量，為了更加方便移動，一般安裝在車上，現(xiàn)在普通光譜儀的結(jié)構(gòu)如圖1所示，由光纖I，精密狹縫5，準直透鏡3，光柵31，聚焦透鏡32和探測器4組成。光纖中的光纖束排列如圖2所示為陣列排列。光由光纖導(dǎo)入通過精密狹縫后照射到準直透鏡上，準直透鏡將光變成平行光束照射到光柵上進行分光，聚焦透鏡將光柵分開的光束匯聚到探測器ccd上。儀器缺點:組成部件多，成本高，光路不易調(diào)試。
[0004]在國內(nèi)，南京地質(zhì)調(diào)查中心對掃描儀進行了研究，獲得一項專利I項(專利號:CN20167311U)，該專利中儀器具備了掃描儀所有功能，可同時獲取巖心照片和光譜，但儀器體積較大，重量重，不方便野外測量，屬于實驗室設(shè)備。目前適應(yīng)野外輕量化的光譜實時測量系統(tǒng)，在我國還是空白。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種更小更輕，方便攜帶，組成部件少，成本低，光路的易調(diào)試的微型光纖光譜儀。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了如下的技術(shù)方案:
[0007]—種微型光纖光譜儀，包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有光纖、平場凹面光柵和探測器；所述光纖包括入射端、光纖本體和出射端，所述光纖的入射端排布為陣列型，所述光纖的出射端排布為一線性窄縫;光經(jīng)所述光纖的出射端直接射入所述平場凹面光柵，所述平場凹面光柵將光直接射入探測器。
[0008]進一步的，所述平場凹面光柵包括高反射凹面和刻劃在所述高反射凹面上的相互平行的刻劃線，所述刻劃在所述高反射凹面上的相互平行的刻劃線構(gòu)成反射光柵。
[0009]進一步的，所述探測器為線性探測器，所述光纖出射端的窄縫縫向與平場凹面光柵的分光方向相平行。
[00?0] 進一步的，所述光纖入射端和出射端的光纖單兀對應(yīng)。
[0011]進一步的，所述光纖包括一個入射端和一個出射端，所述出射端固定設(shè)置于殼體內(nèi)的平場凹面光柵的入射光路上。
[0012]本實用新型的有益效果是:現(xiàn)有普通光譜儀，由光纖，精密狹縫，準直透鏡，光柵，聚焦透鏡和探測器組成，光纖中的光纖束排列為一束排列。光由光纖導(dǎo)入通過精密狹縫后照射到準直透鏡上，準直透鏡將光變成平行光束照射到光柵上經(jīng)行分光，聚焦透鏡將光柵分開的光束匯聚到探測器ccd上?？梢姡Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，組成部件多，光路不易調(diào)試。而本實用新型在結(jié)構(gòu)上只包括光纖，平場凹面光柵和探測器ccd，有效的減少了組成部件，光纖束出射端排列成線型，其機構(gòu)由傳統(tǒng)光纖的排列和精密狹縫的組合，代替了傳統(tǒng)的入射狹縫，簡化了裝置結(jié)構(gòu);光柵采用平場凹面光柵，其兼具色散和聚焦兩種作用，去掉了傳統(tǒng)的準直透鏡和聚焦透鏡，使光路中只有一個光學(xué)元件，減少了吸收現(xiàn)象，只存在光柵面的一次反射的光損失，且無色差，光路緊湊。
【附圖說明】

[0013]附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的限制。在附圖中:
[0014]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中普通光譜儀的結(jié)構(gòu)圖；
[0015]1、光纖;2、外殼;3、準直透鏡;4、探測器;5、精密狹縫;31、光柵;32、聚焦鏡；
[0016]圖2是圖1中的光纖束排列圖；
[0017]圖3是本實用新型光譜儀的結(jié)構(gòu)圖；
[0018]11、光纖；12、外殼；13、平場凹面光柵;14、線性探測器；
[0019]圖4是圖3中的光纖束排列圖；
【具體實施方式】
[0020]如圖3所示，一種微型光纖光譜儀，主要由光纖11、殼體12、平場凹面光柵13和探測器14組成;光纖11包括入射端、光纖本體和出射端，如圖2所示光纖11的入射端排布為陣列型，光纖11的出射端排布為一線性窄縫;光纖11的出射光直接射入平場凹面光柵13，平場凹面光柵13將出射光直接射入探測器14;光纖11的出射端、平場凹面光柵13和探測器14設(shè)于殼體12內(nèi)。殼體12為一暗箱。
[0021]平場凹面光柵13包括高反射凹面和刻劃在高反射凹面上的相互平行的刻劃線，刻劃在所述高反射凹面上的相互平行的刻劃線構(gòu)成反射光柵。具有分光和聚光能力；可以減少吸收現(xiàn)象，只存在光柵面一次反射的光損失，且無色差，可用于遠紫外光譜及遠紅外光譜區(qū)域。
[0022]可見，平場凹面光柵13兼具色散和聚焦兩種作用，去掉了傳統(tǒng)的準直透鏡3和聚焦透鏡32，使光路中只有一個光學(xué)元件，減少了吸收現(xiàn)象，只存在光柵面的一次反射的光損失，且無色差，光路緊湊。
[0023]探測器14選用線性探測器，光纖11出射端的縫向與平場凹面光柵13的分光方向相垂直。
[0024]光纖11入射端和出射端的光纖單元一一對應(yīng)光纖11是具有一個入射端、一個出射端，出射端將固定設(shè)置于殼體的平場凹面光柵的入射光路上，并且光纖的出射端都排布為線型。
[0025]本實用新型光譜儀分光波段為300?lOOOnm。
[0026]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種微型光纖光譜儀，包括殼體，其特征在于，所述殼體內(nèi)設(shè)有光纖、平場凹面光柵和探測器;所述光纖包括入射端、光纖本體和出射端，所述光纖的入射端排布為陣列型，所述光纖的出射端排布為一線性窄縫;光經(jīng)所述光纖的出射端直接射入所述平場凹面光柵，所述平場凹面光柵將光直接射入探測器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型光纖光譜儀，其特征在于，所述平場凹面光柵包括高反射凹面和刻劃在所述高反射凹面上的相互平行的刻劃線，所述刻劃在所述高反射凹面上的相互平行的刻劃線構(gòu)成反射光柵。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微型光纖光譜儀，其特征在于，所述探測器為線性探測器，所述光纖出射端的窄縫縫向與平場凹面光柵的分光方向相平行。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微型光纖光譜儀，其特征在于，所述光纖入射端和出射端的光纖單元--對應(yīng)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型光纖光譜儀，其特征在于，所述光纖包括一個入射端和一個出射端，所述出射端固定設(shè)置于殼體內(nèi)的平場凹面光柵的入射光路上。
【文檔編號】G01J3/28GK205719256SQ201620553923
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】楊彬, 修連存, 陳春霞, 高揚, 殷靚
【申請人】中國地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心, 南京理工大學(xué)