一种多次反射组件制造技术

本发明专利技术属于光学检测技术领域，具体涉及一种多次反射组件，包括一个主镜和两个副镜，在主镜的两侧各设置一个直角反射镜，当反射光束在主副镜间经过多次反射偏出主镜时，利用直角反射镜可以将光束偏移后按原方向返回的特性，使主镜侧的反射点产生偏移，形成一组新的反射路径，每个直角反射镜使光程增加一倍；红外光束在主副镜之间的穿梭大大增加光程，能够满足超微量气体的检测需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学检测
，具体涉及一种多次反射组件。
技术介绍
现有技术中，常采用光谱仪对气体进行浓度检测，其原理是：当红外光束穿过被测气体时，气体会吸收红外信号。由Lambert-Beer定律知，气体分子吸光度正比于吸收光程、气体分子浓度和气体分子吸收系数。而不同气体分子具有不同的气体分子吸收特征。因此，可以通过对经过气体吸收后的吸光度谱进行光谱分析来定量反演吸收气体分子浓度。然而，当气体浓度过低时，其气体分子吸光度较弱，吸收光谱表现不明显，此时可以通过增加气体分子吸收光程，以增大待测气体的吸光度。现有技术中增大光束行程的方法为球面镜反射法，如图1所示，该方法是将红外波在两组球面镜即图中的主镜1’与副镜3a’、3b’之间来回多次反射，以增大光束行程。然而，如图2所示，图中方框表示反射斑点，方框内的数字表示反射次序，由于第奇数次反射都发生在副镜3a’、3b’上，所以主镜1’上只标出了第偶数次反射的光斑。由图可见，该方法受限于球面镜的尺寸，其反射次数有限，在测量超微量气体时，依然无法达到有效光程。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够增大吸收光程的多次反射组件。为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种多次反射组件，包括主镜和副镜，所述主镜由一块球面镜构成，所述副镜由两块球面镜即第一球面镜和第二球面镜构成，所述主镜和副镜的镜面相对设置；入射光从主镜一侧射入，并打在副镜的第一球面镜上，经第一球面镜反射后会聚在主镜上，然后依次按照第二球面镜、主镜、第一球面镜、主镜、第二球面镜的顺序经过多次循环反射，直至副镜的反射光偏出主镜的镜面区域，副镜反射的会聚光束会在主镜上形成多个光斑；所述主镜的边缘附近还设有直角反射镜，所述直角反射镜设置在偏出主镜镜面区域的光斑对应的位置处，利用直角反射镜、可以将光束偏移后沿原方向返回的特性，使该光斑在主镜上的位置产生偏移，并使光束沿原方向返回，从而使反射次数加倍。所述主镜的镜面大致呈T型，T形镜面两侧的空缺区域分别构成入光口和出光口，入射光束从主镜背后穿过入光口后打在副镜的第一球面镜上，经多次反射后由第二球面镜反射至出光口；所述主镜镜面两侧的空缺区域各设有一个直角反射镜，光束反射过程中在两个直角反射镜上分别反射一次。所述主镜活动设置在主镜安装板上，使主镜的俯仰角和横向偏转角可调。所述主镜安装板上设有主镜侧浮动板，所述主镜侧浮动板上设有与主镜侧浮动板板面垂直的导向螺钉，所述导向螺钉穿过主镜安装板上设置的导向孔，该导向孔的直径略大于导向螺钉的直径，所述导向螺钉的顶端设有螺母，所述螺母与主镜安装板之间设有压簧，压簧的弹力使主镜侧浮动板弹性贴靠在主镜安装板的板面上；所述主镜安装板上还设有顶丝，所述顶丝与主镜安装板上设置的螺纹孔构成螺纹配合，且顶丝顶端抵靠在主镜侧浮动板上用于调节主镜侧浮动板的角度；所述顶丝设有两组，两组顶丝分别设置在主镜安装板的上部和侧部，分别用于调节主镜侧浮动板的俯仰角和横向偏转角；所述主镜安装在主镜侧浮动板上。所述副镜活动设置在副镜安装板上，使副镜的两球面镜的俯仰角和横向偏转角可调。所述副镜安装板上设有两块副镜侧浮动板，所述副镜侧浮动板上设有与副镜侧浮动板板面垂直的导向螺钉，所述导向螺钉穿过副镜安装板上设置的导向孔，该导向孔的直径略大于导向螺钉的直径，所述导向螺钉的顶端设有螺母，所述螺母与副镜安装板之间设有压簧，压簧的弹力使副镜侧浮动板弹性贴靠在副镜安装板的板面上；所述副镜安装板上还设有顶丝，所述顶丝与副镜安装板上设置的螺纹孔构成螺纹配合，且顶丝顶端抵靠在副镜侧浮动板上，用于调节副镜侧浮动板的角度；副镜安装板上对应每块副镜侧浮动板各设有两组顶丝，两组顶丝分别对应副镜侧浮动板的上部和侧部设置，用于调节副镜侧浮动板的俯仰角和横向偏转角；所述副镜的两块球面镜分别安装在两块副镜侧浮动板上。所述主镜安装板和副镜安装板的上下两端通过两横梁相连；所述主镜的球面镜和副镜的球面镜半径相同，且主镜与副镜之间的距离等于球面镜的半径。所述主镜和副镜的反射面上均镀有用于提高反射率的反射膜，所述反射膜为镀金、镀铝或镀银。本专利技术的技术效果在于：本专利技术在主镜的边缘附近设置直角反射镜，在反射光偏出主镜时，利用直角反射镜使主镜侧的反射点产生偏移，形成一组新的反射路径，从而使反射行程加倍；使红外波的穿梭行程大大增加，满足了超微量气体的检测需求。附图说明图1是现有技术中的多次反射组件原理图；图2是现有技术中多次反射组件的主镜光斑分布图；图3是本专利技术的原理图；图4是本专利技术的主镜反射光斑分布图，图中方框表示反射斑点，方框内的数字表示反射次序，同样由于第奇数次反射都发生在副镜上，所以主镜上只标出了第偶数次反射的光斑；图5是本专利技术的立体结构示意图；图6是本专利技术的主镜剖视图；图7是本专利技术的副镜剖视图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术进行详细的描述。如图3、5所示，一种多次反射组件，包括主镜1和副镜3，所述主镜1由一块球面镜构成，所述副镜3由两块球面镜即第一球面镜3a和第二球面镜3b构成，所述主镜1和副镜3的镜面相对设置；入射光从主镜1一侧射入，并打在副镜3的第一球面镜3a上，经第一球面镜3a反射后会聚在主镜1上，然后依次按照第二球面镜3b、主镜1、第一球面镜3a、主镜1、第二球面镜3b的顺序经过多次循环反射，直至副镜3的反射光偏出主镜1的镜面区域，副镜3反射的会聚光束会在主镜1上形成多个光斑；所述主镜1的边缘附近还设有直角反射镜5，所述直角反射镜5设置在偏出主镜1镜面区域的光斑对应的位置处，利用直角反射镜5可以将光束偏移后沿原方向返回的特性，使该光斑在主镜1上的位置产生偏移，并使光束沿原方向返回，从而使反射次数加倍。入射光路为会聚光路，会聚点在主镜1入射窗口位置，光束入射之后相当于主镜1入射窗口位置的一个点光源发散到副镜3上，经副镜3反射后又会聚到主镜1上，最后出射光束也是在主镜1另一侧的窗口位置。总之，从主镜1到副镜3方向都是发散光束，从副镜3到主镜1方向都是会聚光束，主镜1上的光斑都是会聚点。本专利技术利用直角反射镜5使主镜1侧的反射点产生偏移，形成一组新的反射路径，从而使反射行程加倍；使红外光束的穿梭行程大大增加，满足了超微量气体的检测需求。优选的，如图4、5所示，所述主镜1的镜面大致呈T型，T形镜面两侧的空缺区域分别构成入光口和出光口，入射光束从主镜1背后穿过入光口后打在副镜3的第一球面镜3a上，经多次反射后由第二球面镜3b反射至出光口；所述主镜1镜面两侧的空缺区域各设有一个直角反射镜5，光束反射过程中在两个直角反射镜5上分别反射一次。每增加一个直角反射镜5，光程增加一倍，本实施例设置了两个直角反射镜5，因此光程增加了两倍。实际使用时，也可以根据光程需要，调节副镜3角度，使光束只经过其中一个直角反射镜5，这种情况下光程就只增加一倍。进一步的，所述主镜1活动设置主镜安装板7上，使主镜1的俯仰角和横向偏转角可调。本实施例优选采用如下装配方式：如图6所示，所述主镜安装板7上设有主镜侧浮动板9，所述主镜侧浮动板9上设有与主镜侧浮动板9板面垂直的导向螺钉15，所述导向螺钉15穿过主镜安装板7上设置的导向孔，该导向孔的直径略大于导向螺钉15的直径，所述导向螺钉15的顶端设有螺母17，所述螺母17与主镜安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多次反射组件，其特征在于：包括主镜(1)和副镜(3)，所述主镜(1)由一块球面镜构成，所述副镜(3)由两块球面镜即第一球面镜(3a)和第二球面镜(3b)构成，所述主镜(1)和副镜(3)的镜面相对设置；入射光束从主镜(1)一侧射入，并打在副镜(3)的第一球面镜(3a)上，经第一球面镜(3a)反射后会聚在主镜(1)上，然后依次按照第二球面镜(3b)、主镜(1)、第一球面镜(3a)、主镜(1)、第二球面镜(3b)的顺序经过多次循环反射，直至副镜(3)的反射光束偏出主镜(1)的镜面区域，副镜(3)反射的会聚光束在主镜(1)上形成多个光斑；所述主镜(1)的边缘附近还设有直角反射镜(5)，所述直角反射镜(5)设置在偏出主镜(1)镜面区域的光斑对应位置处，利用直角反射镜(5)可以将光束偏移后沿原方向返回的特性，使该光斑在主镜(1)上的位置产生偏移，并使光束沿原方向返回，从而使反射次数加倍。

【技术特征摘要】
1.一种多次反射组件，其特征在于：包括主镜(1)和副镜(3)，所述主镜(1)由一块球面镜构成，所述副镜(3)由两块球面镜即第一球面镜(3a)和第二球面镜(3b)构成，所述主镜(1)和副镜(3)的镜面相对设置；入射光束从主镜(1)一侧射入，并打在副镜(3)的第一球面镜(3a)上，经第一球面镜(3a)反射后会聚在主镜(1)上，然后依次按照第二球面镜(3b)、主镜(1)、第一球面镜(3a)、主镜(1)、第二球面镜(3b)的顺序经过多次循环反射，直至副镜(3)的反射光束偏出主镜(1)的镜面区域，副镜(3)反射的会聚光束在主镜(1)上形成多个光斑；所述主镜(1)的边缘附近还设有直角反射镜(5)，所述直角反射镜(5)设置在偏出主镜(1)镜面区域的光斑对应位置处，利用直角反射镜(5)可以将光束偏移后沿原方向返回的特性，使该光斑在主镜(1)上的位置产生偏移，并使光束沿原方向返回，从而使反射次数加倍。2.根据权利要求1所述的多次反射组件，其特征在于：所述主镜(1)的镜面大致呈T型，T形镜面两侧的空缺区域分别构成入光口和出光口，入射光束从主镜(1)背后穿过入光口后打在副镜(3)的第一球面镜(3a)上，经多次反射后由第二球面镜(3b)反射至出光口；所述主镜(1)镜面两侧的空缺区域各设有一个直角反射镜(5)，光束反射过程中在两个直角反射镜(5)上分别反射一次。3.根据权利要求1所述的多次反射组件，其特征在于：所述主镜(1)活动设置在主镜安装板(7)上，使主镜(1)的俯仰角和横向偏转角可调。4.根据权利要求3所述的多次反射组件，其特征在于：所述主镜安装板(7)上设有主镜侧浮动板(9)，所述主镜侧浮动板(9)上设有与主镜侧浮动板(9)板面垂直的导向螺钉(15)，所述导向螺钉(15)穿过主镜安装板(7)上设置的导向孔，该导向孔的直径略大于导向螺钉(15)的直径，所述导向螺钉(15)的顶端设有螺母(17)，所述螺母(17)与主镜安装板(7)之间设有压簧(19)，压簧(19)的弹力使主镜侧浮动板(9)弹性贴靠在主镜安装板(7)的板面上；所述主镜安装板(7)上还...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相贤，王亚萍，陈军，石建国，童晶晶，李胜，高闽光，张玉钧，刘文清，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34