一种长光程光学系统技术方案

本发明专利技术涉及一种长光程光学系统，包括紫外光源和红外光源，所述光学系统还包括：准直单元，包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和第二透镜之间设有第一二向色镜；红外光源经第一透镜准直、第一二向色镜透射后继续被第二透镜准直、进而传输，紫外光源经所述第一二向色镜反射、第二透镜准直、进而传输；聚焦单元，包括第三透镜和第四透镜，所述第三透镜和第四透镜之间设有第二二向色镜；经传输的红外光经第三透镜汇聚并透过第二二向色镜后继续被第四透镜聚焦后检测，紫外光经所述第二二向色镜反射后经第三透镜聚焦后检测；检测单元，所述检测单元包括第一检测器和第二检测器，分别检测红外光和紫外光。本发明专利技术具有结构简单、准直效果好等优点。

A long path optical system

The invention relates to a long path optical system, including ultraviolet light and infrared light source, the optical system includes a collimating unit, comprising a first lens and the second lens, the first lens and the second lens two is provided with a first dichroic mirror; the infrared light source by the first lens, the first two dichroic mirror after transmission continue to be second lens and transmission of UV light by the first two dichroic mirror reflection, second lens collimation, and transmission; a focusing unit, including third lens and the fourth lens, the 22 is arranged between the third lens and the fourth lens dichroic mirror; the transmission of infrared light by the third lens together and through Article 22 to continue to be fourth color mirror lens with UV detection, through the 22 dichroic mirror after third lens detection; detection unit, the The detection unit comprises a first detector and a second detector, which detect infrared light and ultraviolet light respectively. The invention has the advantages of simple structure and good collimation effect.

【技术实现步骤摘要】
一种长光程光学系统
本专利技术涉及光学领域，特别涉及一种同时包含紫外波段光源和红外波段光源的长光程光学系统。
技术介绍
在长光程光学系统中，通常同时包括紫外波段的光源(如波长为200-300nm的氘灯)和红外波段的光源(如波长为1330-1650nm的红外激光)，在上述两种波段光源同时存在的情况下，要保证整个光学系统的准直性难度很高。但是一旦整个光学系统的光路的准直不够理想，系统光程又长，则容易导致到达检测器的能量非常低，可能还不到光源能量的50％，甚至有些只有光源能量的20％-30％左右，无法达到检测的需求。为了兼顾200-1650nm整个波段光源的准直效果，一般在紫外波段采用融石英、氟化钙和氟化镁等材料的透镜，但这几种材料的色散系数差别不大，给色差校正带来了一定的困难；一些采用多级光学系统、双胶合透镜甚至三胶合透镜的方式，但此方式成本高且光学系统复杂，可靠性差，光路系统难以固定和调试。
技术实现思路
为了解决上述现有技术方案中的不足，本专利技术提供了一种结构简单、准直效果好、装调方便、能量利用率高的紫外、红外双光源的长光程光学系统。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种长光程光学系统，包括紫外光源和红外光源，所述光学系统进一步包括：准直单元，所述准直单元包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和第二透镜之间设有第一二向色镜；红外光源经第一透镜准直并透过第一二向色镜后继续被第二透镜准直，进而传输，紫外光源经所述第一二向色镜反射后经第二透镜准直，进而传输；聚焦单元，所述聚焦单元包括第三透镜和第四透镜，所述第三透镜和第四透镜之间设有第二二向色镜；传输后的红外光经第三透镜汇聚并透过第二二向色镜后继续被第四透镜聚焦后检测，传输后的紫外光经所述第二二向色镜反射后经第三透镜聚焦后检测；检测单元，所述检测单元包括第一检测器和第二检测器，分别检测红外光和紫外光。根据上述的长光程光学系统，优选地，所述准直单元和聚焦单元之间的传输光路上设有反射单元。根据上述的长光程光学系统，可选地，所述反射单元包括反射镜和/或棱镜。根据上述的长光程光学系统，优选地，所述红外光源和紫外光源位于所述第一二向色镜的异侧。根据上述的长光程光学系统，优选地，所述第一检测器和第二检测器位于所述第二二向色镜的异侧。根据上述的长光程光学系统，可选地，所述紫外光源为氘灯。根据上述的长光程光学系统，可选地，所述红外光源为红外激光。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果为：1、本专利技术的紫外(200-300nm)波段采用单透镜准直，红外(1330-1650nm)波段采用两个单透镜准直且其中一个单透镜与紫外波段的单透镜共用，整个装置结构简单、体积小，利于加工和装调，成本低；对于长光程(10-20m)光路，同时满足深紫外和近红外波段，准直效果好。2、本专利技术对长光程光路的准直效果好，有利于光路后端能量的汇聚，检测器收集效率一般在90％以上，降低了检出限。附图说明参照附图，本专利技术的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本专利技术的技术方案，而并非意在对本专利技术的保护范围构成限制。图中：图1是本专利技术实施例1的长光程光学系统的结构示意图。实施方式图1和以下说明描述了本专利技术的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本专利技术。为了教导本专利技术技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本专利技术的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本专利技术的多个变型。由此，本专利技术并不局限于下述可实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。实施例1图1示意性地给出了本实施例的长光程光学系统的结构简图，如图1所示，所述长光程光学系统包括：红外光源11和紫外光源12，所述光学系统进一步包括：准直单元，所述准直单元包括第一透镜21和第二透镜22，所述第一透镜和第二透镜之间设有第一二向色镜31；红外光源11经第一透镜21准直并透过第一二向色镜31后继续被第二透镜22准直；紫外光源经12所述第一二向色镜31反射后经第二透镜22准直；准直后的红外光与紫外光合成一束光，在长光程光路上传输；聚焦单元，所述聚焦单元包括第三透镜51和第四透镜52，所述第三透镜和第四透镜之间设有第二二向色镜32；经长光程光路传输后的合束光经第三透镜汇聚后射入第二二向色镜32，红外光透过所述第二二向色镜32，并经第四透镜52进一步聚焦后进入检测单元检测，紫外光在所述第二二向色镜32表面发生反射后直接进入检测单元检测；检测单元，所述检测单元包括第一检测器61和第二检测器62，分别检测红外光和紫外光。红外光和紫外光准直后经过很长的光路传输后方到达聚焦单元，进而进行检测；为了减小装置整体体积，对长光程光路进行折叠，故：进一步地，所述准直单元和聚焦单元之间的传输光路上设有反射单元4，所述反射单元包括反射镜和/或棱镜，反射镜和/或棱镜的数量根据光程的长度以及装置的体积决定。为了减少光学器件，简化装置结构，故：进一步地，所述红外光源和紫外光源位于所述第一二向色镜的异侧；所述第一检测器和第二检测器位于所述第二二向色镜的异侧。本实施例的优势在于：1、紫外波段采用单透镜准直，红外波段采用两个单透镜准直且其中一个单透镜与紫外波段的单透镜共用，整个装置结构简单、装调方便、成本低、体积小，同时准直性好，光源能量在检测器的收集效率高，降低了检测器的检出限。实施例2本专利技术实施例1的长光程光学系统对深紫外、近红外双光源检测领域的应用例。在该应用例中，光程为15m，所述红外光源为红外激光(波长为1330-1650nm)，紫外光源为氘灯(波长为200-300nm)，第一透镜和第二透镜为融石英准直透镜，第三透镜和第四透镜也为融石英聚焦透镜；二向色镜允许红外激光通过，而使氘灯光源反射；反射单元包括3个融石英材料的三棱镜，当然也可以采用镀膜的平面反射镜来代替。本应用例的长光程光学系统的光路如下：S1.红外激光依次经过融石英准直透镜准直，透过二向色镜后经第二个融石英准直透镜再次准直成为平行光；氘灯发出的紫外光经二向色镜反射、第二个融石英透镜准直成为平行光；S2.准直后的红外激光与蓝光合成一束在光路上传输，经三棱镜多次反射后射入融石英聚焦透镜聚焦；S3.聚焦后的合束光经第二个二向色镜分开，红外激光透过第二个二向透镜后再次经第二个融石英聚焦透镜聚焦后进入第一检测器检测；紫外光经第二个二向透镜反射后直接进入第二检测器检测。经计算，上述光红外激光在第一检测器的收集效率为95.2％，氘灯光源在第二检测器的收集效率为90％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长光程光学系统，包括紫外光源和红外光源，其特征在于：所述光学系统进一步包括：准直单元，所述准直单元包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和第二透镜之间设有第一二向色镜；红外光源经第一透镜准直并透过第一二向色镜后继续被第二透镜准直，进而传输，紫外光源经所述第一二向色镜反射后经第二透镜准直，进而传输；聚焦单元，所述聚焦单元包括第三透镜和第四透镜，所述第三透镜和第四透镜之间设有第二二向色镜；传输后的红外光经第三透镜汇聚并透过第二二向色镜后继续被第四透镜聚焦后检测，传输后的紫外光经所述第二二向色镜反射后经第三透镜聚焦后检测；检测单元，所述检测单元包括第一检测器和第二检测器，分别检测红外光和紫外光。

【技术特征摘要】
1.一种长光程光学系统，包括紫外光源和红外光源，其特征在于：所述光学系统进一步包括：准直单元，所述准直单元包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和第二透镜之间设有第一二向色镜；红外光源经第一透镜准直并透过第一二向色镜后继续被第二透镜准直，进而传输，紫外光源经所述第一二向色镜反射后经第二透镜准直，进而传输；聚焦单元，所述聚焦单元包括第三透镜和第四透镜，所述第三透镜和第四透镜之间设有第二二向色镜；传输后的红外光经第三透镜汇聚并透过第二二向色镜后继续被第四透镜聚焦后检测，传输后的紫外光经所述第二二向色镜反射后经第三透镜聚焦后检测；检测单元，所述检测单元包括第一检测器和第二检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锐，俞晓峰，韩双来，夏晓峰，丁海波，
申请(专利权)人：聚光科技杭州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33