一种多谱段光谱传输装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多谱段光谱传输装置，其通过紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤用于连接入射端及出射端的两个壳体，两个壳体上各安装有一个光谱接口，用于多谱段光谱的输入及输出，其中，入射端壳体内设有狭缝、反射式准直镜、反射式衍射光栅、反射式聚焦镜和四通道透射式聚焦准直镜，出射端壳体中安装有透射式聚焦镜、透射式准直镜。本发明专利技术通过将入射光分光后传输再叠加，实现了近距离多谱段光谱的有效传输，有效减小了多谱段光谱在单一类型光纤传输过程中的损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种多谱段光谱传输装置
本专利技术属于光谱传输设备
，尤其是一种多谱段光谱传输装置。
技术介绍
因光在不同物质中的传播速度是不同的，所以光从一种物质射向另一种物质时，在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且，折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时，折射光会消失，入射光全部被反射回来，这就是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的（即不同的物质有不同的光折射率），相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。光谱在光纤中的传输就是基于以上原理而形成的。光纤的种类很多，根据用途不同，所需要的功能和性能也有所差异。光纤的分类主要是从工作波长、折射率分布、传输模式、原材料和制造方法上作一归纳的。常见的光纤工作波长为：紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤，这主要是光纤的材料以及加工工艺决定的，目前为止并没有一种光纤可以以较小损耗传输多光谱，如从紫外到红外波段的光纤。随着光谱测量技术的发展，对多光谱传输技术有了需求，如多光谱扫描仪是指在可见光的基础上向红外光和紫外光两个方向扩展，使其同时分别接收同一目标在不同窄光谱带上所辐射或反射的信息，即可得到目标的几张不同光谱带的谱线。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种多谱段光谱传输装置，该光谱传输装置通过将入射光分光后传输再叠加，实现了近距离多谱段光谱的有效传输，有效减小了多谱段光谱在单一类型光纤传输过程中的损耗，该结构还具有体积小、安装方便等优点。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种多谱段光谱传输装置，包括入射壳体、出射壳体、以及连接入射壳体和出射壳体的光纤组件，其特征在于：光纤组件包括四条不同波段的光纤，四条不同波段的光纤呈互相平行且间隔分布，入射壳体正面安装有可供多谱段光谱进入入射壳体的入射接口，入射壳体内腔靠近正面处设有与入射接口对应的100μm狭缝，入射壳体内腔中设有使得通过100μm狭缝的入射光谱被反射分光形成4种不同谱段光的反射分光组件，入射壳体内腔中还设有将4种不同谱段的分光光谱进行反射聚焦的反射聚焦准直组件，反射聚焦准直组件输出端与光纤入口端水平直线对应设置，光纤出口端连接出射壳体，出射壳体输入端内侧设有将经光纤传输后的4条分光光谱聚焦的透射式聚焦镜，出射壳体的输出口内侧安装有与透射式聚焦镜的输出端对应的透射式准直镜，出射壳体的输出口连接有出射接口。进一步的，所述反射分光组件包括反射式准直镜和反射式衍射光栅，所述入射接口安装于入射壳体正面靠近后端面处，所述反射式准直镜安装于入射壳体内腔中靠近背面处，所述反射式衍射光栅安装于入射壳体内腔正面且靠近入射壳体前端面处，所述反射分光组件包括反射式聚焦镜和四通道透射式聚焦准直镜，反射式聚焦镜安装于入射壳体内腔的后端面处，四通道透射式聚焦准直镜安装于入射壳体内腔前端面且四通道透射式聚焦准直镜的四通道输出端与四条不同波段光纤各自的入口端一一对应。进一步的，所述出射壳体中的透射式聚焦镜为非球面透镜。进一步的，所述入射壳体内表面经黑色阳极氧化处理，入射壳体和出射壳体采用铝合金机械加工而成。进一步的，所述四条不同波段的光纤分别为紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤。进一步的，所述四条不同波段光纤分别为紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤。进一步的，所述入射壳体内设有分别可供反射式准直镜、反射式衍射光栅、反射式聚焦镜、四通道透射式聚焦准直镜设置的安装槽，所述出射壳体内设有分别与透射式聚焦镜、透射式准直镜适配的安装槽，所述反射式准直镜、反射式衍射光栅、反射式聚焦镜、四通道透射式聚焦准直镜、透射式聚焦镜、透射式准直镜分别经紫外固化胶固定安装于各自的安装槽中。采用上述方案，本专利技术通过将入射光分光后传输再叠加，实现了近距离多谱段光谱的有效传输，减小了多谱段光谱在单一类型光纤传输过程中的损耗。下面结合附图对本专利技术作进一步描述。附图说明附图1是本专利技术一种内部原理示意图；附图2是本专利技术一种外部三维结构示意图；图中：光谱入射接口1、100微米狭缝2、反射式准直镜3、反射式衍射光栅4、反射式聚焦镜5、四通道透射式聚焦准直镜6、入射壳体7、紫外光纤8、可观光纤9、近红外光纤10、红外光纤11、透射式非球面聚焦镜12、透射式准直镜13、出射接口14、出射壳体15。具体实施方式本专利技术的具体实施例如下所示，多谱段光谱传输装置，本专利技术内部原理示意如图1所示，待传输的含有多种光谱成分的光线从光谱入射接口1输入，穿过100um狭缝2，到达反射式准直镜3，反射准直后到达反射式衍射光栅4，利用光栅的衍射原理对到达的复合光进行分光，不同谱段的光将产生不同反射角的反射，分光后的光谱将按波长分布到达反射式聚焦镜5，经过发射聚焦后的各波段光线到达四通道透射式聚焦准直镜6，此时入射光的光谱被分成四部分分别耦合进紫外光纤8、可观光纤9、近红外光纤10、红外光纤11，因为各种光纤对对应谱段的光谱损耗较小且固定，经过各波段光纤传输后到达出射壳体15。透射式非球面聚焦镜12将到达出射壳体15的各谱段光谱进行聚焦，再次成为复合光。成为复合光后的光纤经过透射式准直镜13的准直，通过出射接口14，完成含有多种光谱成分的光线的传输。外部三维结构示意如图2所示。光谱入射接口1采用SMA905接口安装于入射壳体7的正面，入射壳体7使用铝合金材料，采用机械加工工艺，加工内部空间以及用于安装各个光学器件的安装槽，然后入射壳体7内部表面做黑色阳极氧化处理，用于吸收内部杂散光。表面处理结束后各个光学器件按照图1所示位置安装。其中，入射接口1安装于入射壳体7正面靠近后端面处（即图1正面左侧），反射式准直镜3安装于入射壳体7内腔中靠近背面处，反射式衍射光栅4安装于入射壳体7内腔正面且靠近入射壳体前端面处（即图1正面右侧），反射式聚焦镜5安装于入射壳体7内腔的后端面处（即图1中左侧），四通道透射式聚焦准直镜6安装于入射壳体7内腔前端面且四通道透射式聚焦准直镜6的四通道输出端与四条不同波段光纤各自的入口端一一对应。本文中所涉及的关于正面是指如图1中入射接口1安装所在的端面为正面，相应的，另一对面为背面，本文中所涉及的关于前端面为如图2中出射壳体15上出射接口14所安装所在的端面为前端面，即光谱沿着箭头方向前进的为前端，前端面的另一对应面为后端面。上述各光学部件的安装分布可以有效节约安装空间，减小整体体积。而针对内部各光学部件的角度调整，以调整到可准确出光为止，该角度的调整，是本领域技术人员所熟知的一种调整方式，故此，不再赘述，上述各光学器件调整到位后经紫外胶固化安装于各自的安装槽中。上述紫外光纤8、可观光纤9、近红外光纤10、红外光纤11用于连接入射壳体7以及出射壳体15，分别传输不同波段的光谱，两端同样使用SMA905接口连接，为了图示的简洁未标出。出射壳体15同样使用铝合金材料，具体工序同加工入射壳体17。光谱出射接口14采用SMA905接口安装于出射壳体15的侧面，用于输出传输后的光谱。本专利技术不局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本专利技术公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本专利技术的，或者凡是采用本专利技术的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多谱段光谱传输装置，包括入射壳体、出射壳体、以及连接入射壳体和出射壳体的光纤组件，其特征在于：光纤组件包括四条不同波段的光纤，四条不同波段的光纤呈互相平行且间隔分布，入射壳体正面安装有可供多谱段光谱进入入射壳体的入射接口，入射壳体内腔靠近正面处设有与入射接口对应的100μm狭缝，入射壳体内腔中设有使得通过100μm狭缝的入射光谱被反射分光形成4种不同谱段光的反射分光组件，入射壳体内腔中还设有将4种不同谱段的分光光谱进行反射聚焦的反射聚焦准直组件，反射聚焦准直组件输出端与光纤入口端水平直线对应设置，光纤出口端连接出射壳体，出射壳体输入端内侧设有将经光纤传输后的4条分光光谱聚焦的透射式聚焦镜，出射壳体的输出口内侧安装有与透射式聚焦镜的输出端对应的透射式准直镜，出射壳体的输出口连接有出射接口。

【技术特征摘要】
1.一种多谱段光谱传输装置，包括入射壳体、出射壳体、以及连接入射壳体和出射壳体的光纤组件，其特征在于：光纤组件包括四条不同波段的光纤，四条不同波段的光纤呈互相平行且间隔分布，入射壳体正面安装有可供多谱段光谱进入入射壳体的入射接口，入射壳体内腔靠近正面处设有与入射接口对应的100μm狭缝，入射壳体内腔中设有使得通过100μm狭缝的入射光谱被反射分光形成4种不同谱段光的反射分光组件，入射壳体内腔中还设有将4种不同谱段的分光光谱进行反射聚焦的反射聚焦准直组件，反射聚焦准直组件输出端与光纤入口端水平直线对应设置，光纤出口端连接出射壳体，出射壳体输入端内侧设有将经光纤传输后的4条分光光谱聚焦的透射式聚焦镜，出射壳体的输出口内侧安装有与透射式聚焦镜的输出端对应的透射式准直镜，出射壳体的输出口连接有出射接口。2.根据权利要求1所述的多谱段光谱传输装置，其特征在于：所述反射分光组件包括反射式准直镜和反射式衍射光栅，所述入射接口安装于入射壳体正面靠近后端面处，所述反射式准直镜安装于入射壳体内腔中靠近背面处，所述反射式衍射光栅安装于入射壳体内腔正面且靠近入射壳体前端面处，所述反射分光组件包括反射式聚焦镜和四通道透射式聚焦准直镜，反射式聚焦镜安装于入射壳体内腔的后端面处，四通道透射式聚焦准直镜安装于入射壳体内腔前端面且四通道透射式聚焦准直镜的四通道输出端与四条不同波段光纤各自的入口端一一对应。3.根据权利要求1所述的多谱段光谱传输装置，其特征在于：所述出射壳体中的透射式聚焦镜为非球面透镜。4.根据权利要求1或2或3所述的多谱段光谱传输装置，其特征在于：所述入射壳体内表面经黑色阳极氧化处理，入射壳体和出射壳体采用铝合金机械加工而成。5.根据权利要求1或2或3所述的多谱段光谱传输装置，其特征在于：所述四条不同波段的光纤分别为紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶江浩，陈孝敬，袁雷明，施一剑，陈熙，陈斌，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33