一种新型可调节的微型光谱仪制造技术

一种新型可调节的微型光谱仪，包括光谱仪外壳以及安装在光谱仪外壳内的准直镜、平面衍射光栅、用于夹持平面衍射光栅的光栅夹持件、光阑、聚焦镜、光陷阱、线阵CCD及其电路板和用于夹持线阵CCD及其电路板的CCD夹持件，所述光栅夹持件和CCD夹持件均位于光谱仪外壳内的前部且并排布置，所述光谱仪外壳在靠近光栅夹持件的一侧设有狭缝凹槽，入射狭缝安装在所述狭缝凹槽内；所述光陷阱设置在光谱仪外壳内的左侧，同时前后两端分别靠近CCD夹持件和聚焦镜放置凹槽，所述光陷阱为多个U型槽组成，且U型槽的开口朝向平面衍射光栅设置；所述光陷阱的高度与平面衍射光栅的高度一致。本实用新型专利技术提供了一种易携带、新型可调节的微型光谱仪。

【技术实现步骤摘要】
一种新型可调节的微型光谱仪
本技术属于光电检测设备
，尤其是涉及一种新型可调节的微型光谱仪。
技术介绍
光谱仪是测量可见，紫外，近红外和红外波段光等波段光强度分布的仪器，被广泛应用于多种材料结构与成分分析领域，如：材料，化学化工，物理，电子，环境检测，医药，生物生化等领域都使用光谱仪作为物质检测的一种方法。现有微型光谱仪大多是由光纤、入射狭缝、准直镜、平面衍射光栅、凹面反射镜、线阵CCD、数据采集卡和上位机等部分组成。但是，现有的微型光纤光谱仪存在着容易产生较高温度并使该仪器受到损坏的风险，和电路板体积较大，不方便在不同波长段范围内调节的问题。
技术实现思路
为了克服现有的光谱仪存在体积大不易携带、不方便调节、波长范围局限性的缺陷，本技术提供了一种易携带、新型可调节的微型光谱仪。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型可调节的微型光谱仪，包括光谱仪外壳以及安装在光谱仪外壳内的准直镜、平面衍射光栅、用于夹持平面衍射光栅的光栅夹持件、光阑、聚焦镜、光陷阱、线阵CCD及其电路板和用于夹持线阵CCD及其电路板的CCD夹持件，所述光栅夹持件和CCD夹持件均位于光谱仪外壳内的前部且并排布置，所述光谱仪外壳在靠近光栅夹持件的一侧设有狭缝凹槽，入射狭缝安装在所述狭缝凹槽内；所述光栅夹持件可转动的安装在光谱仪外壳内，且其上夹持有平面衍射光栅，所述光谱仪外壳内的后部上设有准直镜放置凹槽和聚焦镜放置凹槽，所述准直镜和聚焦镜并排布置在光谱仪外壳内的后部且分别安装在准直镜放置凹槽、聚焦镜放置凹槽内，所述光阑安装在准直镜的前方；所述光阑平行紧靠在准直镜前面，光阑上设有用于限制准直镜入射与反射出去的光斑大小、消除狭缝带来的小缝衍射及降低光谱仪杂散光的长方形通光孔；所述光陷阱设置在光谱仪外壳内的左侧，同时前后两端分别靠近CCD夹持件和聚焦镜放置凹槽，所述光陷阱为多个U型槽组成，且U型槽的开口朝向平面衍射光栅设置；所述光陷阱的高度与平面衍射光栅的高度一致；所述CCD夹持件上夹持有线阵CCD及其电路板，所述CCD夹持件的前侧和左侧分别设有两个螺纹孔，每个螺纹孔对应一个螺杆，每个螺杆从光谱仪外壳外穿入CCD夹持件上相应的螺纹孔内，每个螺杆上套装一个调节弹簧，每个调节弹簧的一端顶触在光谱仪外壳上，其另一端顶触在CCD夹持件上；所述CCD夹持件上还设有用于放置滤光片的凸起的滤光片凹槽，所述滤光片凹槽位于线阵CCD感光面后方；光从入射狭缝射入，打到准直镜之后，一束平行光就会反射到平面衍射光栅上，旋转光栅夹持件使一级衍射光谱反射到聚焦镜，调节CCD夹持件位置，使得衍射光谱正好聚焦在线阵CCD的感光面上，其上的滤光片实现次级衍射消除；平面衍射光栅的其它级衍射和杂散光进入U型槽的时候，光线会在光陷阱的U型槽内进行多次反射，最后光的能量被消耗殆尽。进一步，所述光陷阱的相邻两个U型槽之间形成的尖端的宽度在0.35mm到0.50mm之间，底部圆的半径在2mm到2.5mm之间。再进一步，所述光栅夹持件包括夹持本体和中轴，所述中轴的上端与夹持本体固定连接，所述光谱仪外壳内设有圆柱凹槽，所述中轴的下端可转动的安装在所述圆柱凹槽内。本技术的有益效果主要表现在：可在紫外、可见光、近红外波段间调节，易携带。附图说明图1为本技术的外观示意图。图2为本技术内的装配俯视图。图3为狭缝凹槽示意图。图4为图3中C-C剖视图。图5是图4中N的放大图。图6为本技术光谱仪外壳内装配的三维斜视图。图7为光谱仪外壳的三维斜视图。图8为光栅夹持件的侧视图。图9为光栅夹持件的后视图。图10为光栅夹持件的俯视图。图11为光栅夹持件装配的剖视图。图12为光栅夹持件装配的俯视图。图13为光陷阱的俯视图。图14为光陷阱的侧面剖视图。图15为CCD夹持件的主视图。图16为CCD夹持件的侧视图。图17为CCD夹持件的俯视图。图18为图17中A的放大图。图19为CCD夹持件装配的俯视图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步描述。参照图1～图19，一种新型可调节的微型光谱仪，包括光谱仪外壳以及安装在光谱仪外壳内的准直镜、平面衍射光栅⑤、用于夹持平面衍射光栅的光栅夹持件、光阑③、聚焦镜、光陷阱⑦、线阵CCD及其电路板和用于夹持线阵CCD及其电路板的CCD夹持件⑧，所述光栅夹持件和CCD夹持件⑧均位于光谱仪外壳内的前部且并排布置，所述光谱仪外壳在靠近光栅夹持件的一侧设有狭缝凹槽②，入射狭缝安装在所述狭缝凹槽②内；所述光栅夹持件可转动的安装在光谱仪外壳内，且其上夹持有平面衍射光栅⑤，所述光谱仪外壳内的后部上设有准直镜放置凹槽④和聚焦镜放置凹槽⑥，所述准直镜和聚焦镜并排布置在光谱仪外壳内的后部且分别安装在准直镜放置凹槽④、聚焦镜放置凹槽⑥内，所述光阑③安装在准直镜的前方；所述光阑③平行紧靠在准直镜前面，光阑③上设有用于限制准直镜入射与反射出去的光斑大小、消除狭缝带来的小缝衍射及降低光谱仪杂散光的长方形通光孔；所述光陷阱⑦设置在光谱仪外壳内的左侧，同时前后两端分别靠近CCD夹持件⑧和聚焦镜放置凹槽⑥，所述光陷阱⑦为多个U型槽组成，且U型槽的开口朝向平面衍射光栅⑤设置；所述光陷阱⑦的高度与平面衍射光栅⑤的高度一致；所述CCD夹持件⑧上夹持有线阵CCD及其电路板，所述CCD夹持件的前侧和左侧分别设有两个螺纹孔，每个螺纹孔对应一个螺杆，每个螺杆从光谱仪外壳外穿入CCD夹持件⑧上相应的螺纹孔内，每个螺杆上套装一个调节弹簧⑨，每个调节弹簧⑨的一端顶触在光谱仪外壳上，其另一端顶触在CCD夹持件⑧上；所述CCD夹持件⑧上还设有用于放置滤光片的凸起的滤光片凹槽⑩，所述滤光片凹槽⑩位于线阵CCD感光面后方；光从入射狭缝射入，打到准直镜之后，一束平行光就会反射到平面衍射光栅⑤上，旋转光栅夹持件使一级衍射光谱反射到聚焦镜，调节CCD夹持件⑧位置，使得衍射光谱正好聚焦在线阵CCD的感光面上，其上的滤光片实现次级衍射消除；平面衍射光栅的其它级衍射和杂散光进入U型槽的时候，光线会在光陷阱⑦的U型槽内进行多次反射，最后光的能量被消耗殆尽。所述光栅夹持件包括夹持本体和中轴，所述中轴的上端与夹持本体固定连接，所述光谱仪外壳内设有圆柱凹槽，所述中轴的下端可转动的安装在所述圆柱凹槽内，所述光谱仪外壳内底面设有两个圆柱凸起与光栅夹持件本体圆弧槽相配合，起到安装限位的作用。本实施例中，为了使光谱仪在小体积的情况下还能使光谱仪在紫外，可见光，近红外波段间调节；设计了一种可以围绕平面衍射光栅表面中轴旋转的光栅夹持件，光栅夹持件底部的中轴圆柱凸起与光谱仪外壳底面的圆柱凹槽相配合，从而进行旋转，最后以中间的螺纹孔来进行固定，左右的圆柱凸起为限位柱；为了防止平面衍射光栅其他级的衍射光谱和其它不知来源的杂散光对CCD测量精度的影响，经过光学仿真，在结构中加入了固定光陷阱用来阻挡并消除掉不需要的光线，设计的光陷阱的形状类似于一个个U型槽的并列；其中的尖端的宽度D范围在0.35mm到0.50mm之间，底部圆的半径R范围在2mm到2.5mm之间，高度H与平面衍射光栅⑤的最高面齐平，平面衍射光栅⑤的其它级衍射和杂散光进入U型槽的时候，光线会在U型槽内进行多次反射，最后光的能量被消耗殆尽；为了实现光谱仪在三个波长段的可调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型可调节的微型光谱仪，其特征在于：包括光谱仪外壳以及安装在光谱仪外壳内的准直镜、平面衍射光栅、用于夹持平面衍射光栅的光栅夹持件、光阑、聚焦镜、光陷阱、线阵CCD及其电路板和用于夹持线阵CCD及其电路板的CCD夹持件，所述光栅夹持件和CCD夹持件均位于光谱仪外壳内的前部且并排布置，所述光谱仪外壳在靠近光栅夹持件的一侧设有狭缝凹槽，入射狭缝安装在所述狭缝凹槽内；所述光栅夹持件可转动的安装在光谱仪外壳内，且其上夹持有平面衍射光栅，所述光谱仪外壳内的后部上设有准直镜放置凹槽和聚焦镜放置凹槽，所述准直镜和聚焦镜并排布置在光谱仪外壳内的后部且分别安装在准直镜放置凹槽、聚焦镜放置凹槽内，所述光阑安装在准直镜的前方；所述光阑平行紧靠在准直镜前面，光阑上设有用于限制准直镜入射与反射出去的光斑大小、消除狭缝带来的小缝衍射及降低光谱仪杂散光的长方形通光孔；所述光陷阱设置在光谱仪外壳内的左侧，同时前后两端分别靠近CCD夹持件和聚焦镜放置凹槽，所述光陷阱为多个U型槽组成，且U型槽的开口朝向平面衍射光栅设置；所述光陷阱的高度与平面衍射光栅的高度一致；所述CCD夹持件上夹持有线阵CCD及其电路板，所述CCD夹持件的前侧和左侧分别设有两个螺纹孔，每个螺纹孔对应一个螺杆，每个螺杆从光谱仪外壳外穿入CCD夹持件上相应的螺纹孔内，每个螺杆上套装一个调节弹簧，每个调节弹簧的一端顶触在光谱仪外壳上，其另一端顶触在CCD夹持件上；所述CCD夹持件上还设有用于放置滤光片的凸起的滤光片凹槽，所述滤光片凹槽位于线阵CCD感光面后方；光从入射狭缝射入，打到准直镜之后，一束平行光就会反射到平面衍射光栅上，旋转光栅夹持件使一级衍射光谱反射到聚焦镜，调节CCD夹持件位置，使得衍射光谱正好聚焦在线阵CCD的感光面上，其上的滤光片实现次级衍射消除；平面衍射光栅的其它级衍射和杂散光进入U型槽的时候，光线会在光陷阱的U型槽内进行多次反射，最后光的能量被消耗殆尽。...

【技术特征摘要】
1.一种新型可调节的微型光谱仪，其特征在于：包括光谱仪外壳以及安装在光谱仪外壳内的准直镜、平面衍射光栅、用于夹持平面衍射光栅的光栅夹持件、光阑、聚焦镜、光陷阱、线阵CCD及其电路板和用于夹持线阵CCD及其电路板的CCD夹持件，所述光栅夹持件和CCD夹持件均位于光谱仪外壳内的前部且并排布置，所述光谱仪外壳在靠近光栅夹持件的一侧设有狭缝凹槽，入射狭缝安装在所述狭缝凹槽内；所述光栅夹持件可转动的安装在光谱仪外壳内，且其上夹持有平面衍射光栅，所述光谱仪外壳内的后部上设有准直镜放置凹槽和聚焦镜放置凹槽，所述准直镜和聚焦镜并排布置在光谱仪外壳内的后部且分别安装在准直镜放置凹槽、聚焦镜放置凹槽内，所述光阑安装在准直镜的前方；所述光阑平行紧靠在准直镜前面，光阑上设有用于限制准直镜入射与反射出去的光斑大小、消除狭缝带来的小缝衍射及降低光谱仪杂散光的长方形通光孔；所述光陷阱设置在光谱仪外壳内的左侧，同时前后两端分别靠近CCD夹持件和聚焦镜放置凹槽，所述光陷阱为多个U型槽组成，且U型槽的开口朝向平面衍射光栅设置；所述光陷阱的高度与平面衍射光栅的高度一致；所述CCD夹持件上夹持有线阵CCD及其电路板，所述CCD夹持件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱康辉，沈杰，黄付岭，
申请(专利权)人：杭州罗盘星科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33