一种用于等离子体检测的多模光纤焦平面调节装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于等离子体检测的多模光纤焦平面调节装置，其用于将多模光纤的入射平面与切尼‑特纳光路结构的出射焦平面调节至重合，其包括多模光纤调整座、以及并列设置的第一调整装置和第二调整装置，其中，所述切尼‑特纳光路结构安装在第一调整装置上，所述多模光纤调整座安装在第二调整装置上，所述第一调整装置和所述第二调整装置各自具有多个自由度，所述多模光纤容置在所述多模光纤调整座中，使得多模光纤的入射面朝向所述切尼‑特纳光路结构的出口。本发明专利技术的调节装置能够实现将多模光纤的入射平面与切尼‑特纳光路结构的出射焦平面调节至重合，而且可以实现快速柔性地调节，从而提高等离子体光谱信息采集的灵敏度和精确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及分析仪器领域，具体涉及一种用于等离子体检测的多模光纤焦平面调节装置。
技术介绍
光谱仪是通用的光谱分析仪器，通过衍射光栅将成分复杂的光分解为不同波长的光，应用光学原理，对物质的结构和成分进行观测、分析和处理，广泛应用于各个领域。如在IC装备研发中，通过将光谱仪与光电倍增管等其他元件组合可以对等离子体辉光放电产生的光谱信息进行采集分析，实时检测反应现象，得到等离子体物理参数，在多种等离子体检测设备中具有非侵入式、响应快速等优点。同时，对于处于非恒定态的等离子体中复杂的物理化学过程，通常需要采集除了主要的强谱线外的许多微弱谱线，检测难度很大。目前对光谱谱线主要采用的检测手段主要有两种：一种是通过光谱仪分光，通过出口狭缝调节配合光电倍增管采集单个波长的光信号；另一种是通过具有二维面阵的CCD相机，可以采集不同波长范围内的光谱信号。第一种检测方法具有灵敏度高、响应快速等优点，特别是光电倍增管作为目前灵敏度最高的光学检测原件，可以实现单光子纳秒级的时间分辨测量。而普通的CCD相机灵敏度和时间分辨能力较差，目前出现的增强型CCD相机虽然也可以达到纳秒级检测精度，但是受光阴极材料和荧光板发光效率等因素的限制，增强型CCD相机的检测效率低于光电倍增管，并且无法用于瞬态不重复光信号的测量。为此，本领域中已开始考虑通过用阵列光纤代替CCD阵列作为光谱采集元件，然后在阵列光纤的输出端接入光电倍增管阵列进行光电信号转换，而且光电倍增管是目前已知的最灵敏的光探测元件，因而，这种系统所采用的光纤阵列需要与光路结构中出口焦平面的位置高度重合才能采集到精确的光谱信号。然而，目前并没有针对这种多模光纤与焦平面之间位置关系的调节装置，现有技术中都是将光谱仪直接固定到光学平台上，虽然保证了光谱仪的稳定性，但是无法实现将光谱仪的出口焦平面与光纤阵列面重合，导致精度较低。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种用于等离子体检测的多模光纤焦平面调节装置，其能够方便地实现多模光纤入射平面与光谱仪出口焦平面的快速柔性调节对焦。为实现上述目的，采用的技术方案如下：一种用于等离子体检测的多模光纤焦平面调节装置，其用于将多模光纤的入射平面与切尼-特纳光路结构的出射焦平面调节至重合，其包括多模光纤调整座、以及并列设置的第一调整装置和第二调整装置，其中，所述切尼-特纳光路结构安装在第一调整装置上，所述多模光纤调整座安装在第二调整装置上，所述第一调整装置和所述第二调整装置各自具有多个自由度，所述多模光纤容置在所述多模光纤调整座中，使得多模光纤的入射面朝向所述切尼-特纳光路结构的出口。优选地，所述第一调整装置包括：能够绕第一方向转动的第一调整组件；安装在所述第一调整组件上的、能够绕第二方向转动的第二调整组件；其中所述第一方向不同于所述第二方向，其中，所述切尼-特纳光路结构安装在所述第二调整组件上。优选地，所述第一调整组件和/或第二调整组件包括：固定底板，所述固定底板上设置有第一弧形导轨；活动平台，所述活动平台设置有与所述第一弧形导轨相配合的第二弧形导轨；固定连接在所述活动平台下方的顶块，所述顶块具有接触表面；固定安装在所述固定底板上的推杆装置，优选电动推杆装置，所述推杆装置具有可伸缩的推杆，所述推杆顶推所述顶块的接触表面时，驱动所述活动平台相对于所述固定底板转动。优选地，所述接触表面包括多段平滑连接的平面段和/或曲面段；优选地，所述接触表面包括弧面段和位于所述弧面段上下两侧的平面段。优选地，所述多模光纤调整座包括：固定连接到所述第二调整装置的固定座；光纤安装管，其第一端连接到所述固定座，第二端朝向所述切尼-特纳光路结构的出口，所述多模光纤间隙配合地安装在所述光纤安装管中，所述多模光纤的入射平面位于所述光纤安装管的第二端。优选地，所述多模光纤调整座还包括接口法兰和软管，其中，所述接口法兰固定连接到所述切尼-特纳光路结构的出口侧，所述光纤安装管的第二端伸入所述接口法兰的内孔中，所述光纤安装管的第二端的外径小于所述接口法兰的内孔的直径，所述软管由不透光材料制成，所述软管套设在所述光纤安装管的外围，所述软管的两端分别连接到所述接口法兰和所述固定座。优选地，所述第二调整装置包括：第三调整组件，其能够绕第三方向转动，其上安装有所述多模光纤调整座；第一平动机构，其能够沿第一方向平动，其上安装有所述第三调整组件；第二平动机构，其能够沿第二方向平动，其上安装有所述第一平动机构；第三平动机构，其能够沿第三方向平动，其上安装有所述第二平动机构。优选地，所述第一平动机构和/或所述第二平动机构包括：支撑座，其上设有直线导轨；平动台，其可沿所述直线导轨滑动；丝杠螺母副，其连接所述支撑座和所述平动台。优选地，所述第三平动机构包括：底板、固定平板、固定支撑杆、第三丝杠螺母副、螺母支撑板、第三平动台、以及滑动支撑杆，其中，所述固定支撑杆安装于所述底板上，所述固定平板安装于所述固定支撑杆的顶端，所述第三丝杠螺母副中的丝杠可旋转地支承于所述底板和所述固定平板之间，所述第三丝杠螺母副中的螺母固定于所述螺母支撑板上，所述滑动支撑杆滑动配合地穿过所述固定平板，所述滑动支撑杆的下端固定于所述螺母支撑板上，所述第三平动台固定于所述滑动支撑杆的上端。优选地，所述第一平动机构的上表面的面积大于所述第三调整组件的底面的面积，所述第三调整组件经由直角块固定安装至所述第一平动机构；和/或，第一平动机构、第二平动机构和第三平动机构中的任一个的底面的面积小于其下方的安装表面的面积，从而其经由直角块固定安装至下方的安装表面。本专利技术的用于等离子体检测的多模光纤焦平面调节装置能够实现将多模光纤的入射平面与切尼-特纳光路结构的出射焦平面调节至重合，而且可以实现快速柔性地调节，从而提高等离子体光谱信息采集的灵敏度和精确度。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例的多模光纤焦平面调节装置的外形结构示意图；图2a和图2b分别是转动平台的装配图示意图和分解示意图；图3a和3b分别是转动平台的活动平台部分的主剖视和左视结构示意图；图4是切尼-特纳光路结构示意图；图5a和5b分别是多模光纤调整座的分解示意图和装配示意图；图6a和6b分别是多模光纤的端视和侧视结构示意图；图7是第一平动平台的装配结构示意图；图8是第一平动平台的左视分解示意图；图9是第三平动平台的装配结构示意图；图10是第三转动平台与第一平动平台之间的连接结构示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、光学平台；20、第一转动平台；30、第二转动平台；40、切尼-特纳光路结构；50、多模光纤调整座；60、第三转动平台；70、第一平动平台；80、第二平动平台；90、第三平动平台；100、固定底座；110a、110b、直角块；201、活动平台；202a,202b、弧形导轨；203、顶块；203a,203c、平面段；203b、弧面段；203d、连接部；204、固定底板；205、推杆固定座；206、推杆装置；206a、推杆；401、入射狭缝；402、准直反射镜；403、衍射光栅；404、聚焦反射镜；405、焦平面；501、固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于等离子体检测的多模光纤焦平面调节装置，其用于将多模光纤的入射平面与切尼‑特纳光路结构的出射焦平面调节至重合，其特征在于，包括多模光纤调整座、以及并列设置的第一调整装置和第二调整装置，其中，所述切尼‑特纳光路结构安装在第一调整装置上，所述多模光纤调整座安装在第二调整装置上，所述第一调整装置和所述第二调整装置各自具有多个自由度，所述多模光纤容置在所述多模光纤调整座中，使得多模光纤的入射面朝向所述切尼‑特纳光路结构的出口。

【技术特征摘要】
1.一种用于等离子体检测的多模光纤焦平面调节装置，其用于将多模光纤的入射平面与切尼-特纳光路结构的出射焦平面调节至重合，其特征在于，包括多模光纤调整座、以及并列设置的第一调整装置和第二调整装置，其中，所述切尼-特纳光路结构安装在第一调整装置上，所述多模光纤调整座安装在第二调整装置上，所述第一调整装置和所述第二调整装置各自具有多个自由度，所述多模光纤容置在所述多模光纤调整座中，使得多模光纤的入射面朝向所述切尼-特纳光路结构的出口。2.根据权利要求1所述的调节装置，其特征在于，所述第一调整装置包括：能够绕第一方向转动的第一调整组件；安装在所述第一调整组件上的、能够绕第二方向转动的第二调整组件；其中所述第一方向不同于所述第二方向，其中，所述切尼-特纳光路结构安装在所述第二调整组件上。3.根据权利要求2所述的调节装置，其特征在于，所述第一调整组件和/或第二调整组件包括：固定底板，所述固定底板上设置有第一弧形导轨；活动平台，所述活动平台设置有与所述第一弧形导轨相配合的第二弧形导轨；固定连接在所述活动平台下方的顶块，所述顶块具有接触表面；固定安装在所述固定底板上的推杆装置，优选电动推杆装置，所述推杆装置具有可伸缩的推杆，所述推杆顶推所述顶块的接触表面时，驱动所述活动平台相对于所述固定底板转动。4.根据权利要求3所述的调节装置，其特征在于，所述接触表面包括多段平滑连接的平面段和/或曲面段；优选地，所述接触表面包括弧面段和位于所述弧面段上下两侧的平面段。5.根据权利要求1-4之一所述的调节装置，其特征在于，所述多模光纤调整座包括：固定连接到所述第二调整装置的固定座；光纤安装管，其第一端连接到所述固定座，第二端朝向所述切尼-特纳光路结构的出口，所述多模光纤间隙配合地安装在所述光纤安装管中，所述多模光纤的入射平面位于所述光纤安装管的第二端。6.根据权利要求5所述的调节装置，其特征在于，所述多模光纤调整...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩传锟，杨义勇，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11