本实用新型专利技术涉及光学领域，特别涉及一种多频带光谱仪。本实用新型专利技术的多频带光谱仪包括单模光纤、准直单元、光栅、聚焦单元和阵列相机，光谱仪的入射光由单模光纤引入，经由准直单元将其转换为平行光，以预先设定的角度入射到光栅，出射的光谱经由聚焦单元聚焦到位于像平面的阵列相机，由阵列相机实时记录光谱。本实用新型专利技术的多频带光谱仪，可以适用于不同中心波长的入射光。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及光学领域，特别涉及一种多频带光谱仪。
技术介绍
传统的光谱仪，由于其中的光学元件一一光栅是波长线性的，所以得到的光谱也 是波长线性的。在相干光学成像领域，通常的做法是将记录的相干光谱做傅里叶变换来得 到图像。由于得到的光谱是波长线性的，因此在进行傅里叶变换前必须将光谱从波长空间 利用插值法变换到频域空间，这将降低成像速度。而且由于存在频域的非线性影响，还会导 致相干光学成像的深度较浅，成像时的噪声较大。 传统的光谱仪，只能适用于某种特定波长的光，如果入射光的波长改变，就需要更 换为相应波长的光谱仪。这样的光谱仪，适用范围比较窄。
技术实现思路
为了解决传统的光谱仪只能适用于特定中心波长的入射光的技术问题，本实用新 型提出了一种多频带光谱仪，包括单模光纤、准直单元、光栅、聚焦单元和阵列相机，光谱仪 的入射光由单模光纤引入，经由准直单元将其转换为平行光，以预先设定的角度入射到光 栅，出射的光谱经由聚焦单元聚焦到位于像平面的阵列相机，由阵列相机实时记录光谱；准 直单元可转动，随着准直单元的转动，入射角改变，此时只需进行相应的调试，就可以实现 保持光栅、聚焦单元和阵列相机固定不动的前提下，通过准直单元的转动、入射角改变使光 谱仪适用于不同中心波长的入射光。 为了使光学器件对光进行频率线性的散射，本技术使用了一种线性频域光栅 的设计方法，包括将衍射介质附着在棱镜上形成衍射层，再盖上一层光学玻璃保护层；由 Ii1Sin Θ i = n 2sin Θ 2 得到入射光经过光学玻璃保护层后的出射角，其中1^为第一介质的折射率，112为 第二介质的折射率，此处的第一介质可以是空气，此处的第二介质是光学玻璃保护层，Θ i 为入射光入射光学玻璃保护层的入射角，θ2为入射光经过光学玻璃保护层后的出射角，Θ 2 也是入射光进入衍射层时的入射角；然后由光栅方程： λ · μ · m = sin Θ 2+sin Θ 3 得到入射光经过衍射层后的衍射角，其中λ为入射光的波长，μ为衍射层的单位 条纹数，m为衍射光所在的级数，θ3为入射光经过衍射层后的衍射角；棱镜的折射率由制作 捸镱的光学材料决宙，具体为【主权项】1. 一种多频带光谱仪，其特征在于，所述多频带光谱仪包括单模光纤、准直单元、光栅、 聚焦单元和阵列相机，所述多频带光谱仪的入射光由单模光纤引入，经由准直单元将其转 换为平行光，以预先设定的角度入射到光栅，出射的光谱经由聚焦单元聚焦到位于像平面 的阵列相机，由阵列相机实时记录光谱；准直单元可转动。2. 如权利要求1所述的一种多频带光谱仪，其特征在于，所述阵列相机是线性阵列相 机。3. 如权利要求1所述的一种多频带光谱仪，其特征在于，所述多频带光谱仪还包括第 一反射镜；所述多频带光谱仪的入射光由单模光纤引入，经由准直单元将其转换为平行光， 以预先设定的角度入射到光栅，出射的光谱经第一反射镜反射后由聚焦单元聚焦到位于像 平面的阵列相机，由阵列相机实时记录光谱。4. 如权利要求1所述的一种多频带光谱仪，其特征在于，所述多频带光谱仪还包括第 二反射镜；所述多频带光谱仪的入射光由单模光纤引入，经由准直单元将其转换为平行光， 以预先设定的角度入射到光栅，出射的光谱经由聚焦单元和第二反射镜聚焦到位于像平面 的阵列相机，由阵列相机实时记录光谱。5. 如权利要求1所述的一种多频带光谱仪，其特征在于，所述多频带光谱仪还包括第 一反射镜和第二反射镜；所述多频带光谱仪的入射光由单模光纤引入，经由准直单元将其 转换为平行光，以预先设定的角度入射到光栅，出射的光谱经第一反射镜反射后由聚焦单 元和第二反射镜聚焦到位于像平面的阵列相机，由阵列相机实时记录光谱。6. 如权利要求1至5任意一项所述的多频带光谱仪，其特征在于，所述光栅是线性频域 光栅。7. 如权利要求6所述的一种多频带光谱仪，其特征在于，所述的线性频域光栅包括光 学玻璃保护层、衍射层和棱镜；衍射介质附着在棱镜上形成所述的衍射层，光学玻璃保护层 盖在衍射层上。8. 如权利要求7所述的一种多频带光谱仪，其特征在于，所述棱镜的K i、K2、K3、Lp L2、 LjP衍射层的单位条纹数μ满足如下条件：下列算式 / \对波数k为常数；其中，k = 2π/λ，λ为入射光的波长；&、1(2、1(3山山、1^为表征制 作棱镜的光学材料的光学特性的常数参数；η?η(λ) 为棱镜的光学折射率；Θ 3为入射光经过衍射层后的衍射角；α为棱镜的底角；k。为入射光 谱的中心波长所对应的波数，k。= 2π/λ。，λ。为入射光谱的中心波长。9.如权利要求8所述的一种多频带光谱仪，其特征在于，所述棱镜是等角棱镜。【专利摘要】本技术涉及光学领域，特别涉及一种多频带光谱仪。本技术的多频带光谱仪包括单模光纤、准直单元、光栅、聚焦单元和阵列相机，光谱仪的入射光由单模光纤引入，经由准直单元将其转换为平行光，以预先设定的角度入射到光栅，出射的光谱经由聚焦单元聚焦到位于像平面的阵列相机，由阵列相机实时记录光谱。本技术的多频带光谱仪，可以适用于不同中心波长的入射光。【IPC分类】G01J3-28, G01J3-02【公开号】CN204556107【申请号】CN201520164511【专利技术人】胡志林 【申请人】美昇科技（成都）有限公司【公开日】2015年8月12日【申请日】2015年3月23日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多频带光谱仪，其特征在于，所述多频带光谱仪包括单模光纤、准直单元、光栅、聚焦单元和阵列相机，所述多频带光谱仪的入射光由单模光纤引入，经由准直单元将其转换为平行光，以预先设定的角度入射到光栅，出射的光谱经由聚焦单元聚焦到位于像平面的阵列相机，由阵列相机实时记录光谱；准直单元可转动。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡志林，
申请(专利权)人：美昇科技成都有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51
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