用于样品的平面测量的测量头制造技术

本发明专利技术的测量头把光从外部的源，通过至少一根光纤，传送到测量头中至少一个相应的平面反射镜，光通过反射镜被反射并被至少一个准直透镜准直，入射到样品上，在一个实施例中，是以基本上４５度角入射。得到的光路是折叠一次的，从而能有足够的实际空间来使光改变方向，不用使光纤过度弯曲。在一个实施例中，从样品漫射的光，垂直地被聚焦透镜收集，聚焦在另一根光纤的端部，然后被引导到测量头之外，例如供对收集的光进行光谱分析的测量仪器使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及测量头，更具体说，是涉及设有光波导的测量头，用于样品的平面测量。
技术介绍
常规的测量头，通常包括照射测量表面的光学投射装置，和用于测量光反射的光学装置。这种测量头的一个例子，在美国专利U.S.Pat.No.4,078,858中说明，该测量头包括白炽灯，为了产生测量光斑，该白炽灯与准直器透镜和偏折反射镜，还与收集透镜结合在一起。以45度角反射的测量光斑的光，到达光学测量装置内，该测量装置包括球形环状反射镜及平的球形反射镜。这种常规测量头的一种应用，在美国专利U.S.Pat.No.3,244,062说明的设备中描述，该设备用于确定照片的光密度，它包括测量头和光学测量装置，该测量头有光学投射装置，用于把白炽灯的光成像在照相材料上，该光学测量装置借助横过光学投射装置光轴的偏折反射镜，截获基本上垂直地从照片表面再散射的光，并露出有透镜辅助的光电倍增管入口孔径。光学投射装置能在所有各侧面上，使测量光斑以基本上45度入射角暴露在测量头的白炽光中发出的光下。与白炽灯相关的光学投射装置，包括环绕白炽灯的球形环状反射镜，以所述灯的灯丝循着该球形环状反射镜的光轴伸延。由球形环状反射镜平行于光学投射装置光轴传递的灯光，借助简单的环状反射镜聚焦在测量表面上。熟知设备的光学投射装置和光学测量装置的质量，在光反射性质的确定中，适合简单的密度测量，但不适合反射光的精细光谱分析。这种常规的测量头，在反射信号中传送大量杂散光和串扰，且因为光由于散射而在光腔中损耗，通常要求高功率的光源。此外，常规的测量头在它们的外壳内不包含光源，所以要求相对外部光源的非常独特的对准，以便从光源收集光，最后用于照射样品。这种独特的对准程序已经证明是非常困难和费时的。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种改进的测量头，用于照射测量表面，并以合适的精度及强度，传递从测量光斑反射的测量光，以便例如对被反射的光进行光谱分析。本专利技术的测量头，在测量头相对于光源的定位中，提供灵活性，使测量头的位置可以循着测量表面变化，而不降低照射测量表面的强度。在本专利技术的一个实施例中，测量头包括至少一个输入光波导，用于把来自外部光源的光传送到测量头，供样品的照射；至少一个准直光学装置，用于使来自外部光源的被传送的光准直；至少一个平面反射镜，用于反射来自所述外部光源的被传送的光，使被传送的光的光路，在测量头内至少折叠一次；至少一个聚焦光学装置，用于使来自被照射样品的漫射光聚焦；和至少一个输出光波导，用于收集被聚焦的光，并把收集的光传送到测量头之外。测量头的折叠光路，能在本专利技术的测量头100的大小方面，比当前可用的常规测量头有大的缩减。就是说，折叠光路能有充足的实际空间来使光改变方向，不必使光纤在相对小尺寸的测量头内过度弯曲。再有，本专利技术的输入和输出光纤，降低在按照本专利技术的测量头外壳内杂散(被改变方向的)光的量。杂散光的这种降低，能实现被收集的光更精确的测量和分析，该收集的光被至少一根输出光纤传输到测量头之外。该输入光纤，还在测量头相对于照射样品使用的光源的定位中，提供灵活性。附图说明 为了能够详细地理解以上叙述的本专利技术特性的方式，通过参照各实施例，可以获得上面简要地概括的本专利技术更具体的说明，其中的一些实施例在附图中出示。但是，应当指出，附图只表明本专利技术的典型实施例，从而不应认为是对本专利技术范围的限制，因为本专利技术可以有其他等效的实施例。图1画出按照本专利技术测量头的一个实施例的高级方框解； 图2画出按照本专利技术测量头的另一个实施例的高级方框解； 图3画出一个实施例的高级方框解，该实施例表明适合使用按照本专利技术的测量头的光纤束；和 图4画出按照本专利技术测量头的另一个实施例的高级方框解。为便于了解，已经在可能的地方使用标识的参考数字，指明各图共有的标识的单元。具体实施例方式本专利技术有益地提供一种测量头，用于从某个源，通过至少一个光波导(如光纤)，把光传送到测量头中的平面反射镜，在那里，被反射的光通过至少一个准直透镜，入射到样品上，在一个实施例中，是以基本上45度角入射。从样品漫射的光，垂直地被另一个透镜收集，聚焦在另一个光波导(如光纤)的端部，并被引导到测量头之外。虽然这里说明的关于测量头的本专利技术各个实施例，包括具体数目的相应的收集光纤、平的反射镜、和准直透镜，但不应当把本专利技术具体实施例视作对本专利技术范围的限制。本领域熟练人员显然知道，本专利技术教导传达的是，可以有益地应用本专利技术的概念，提供基本上有任何数量的收集光纤、平的反射镜、和准直透镜或它们的组合。图1画出按照本专利技术测量头的一个实施例的高级方框解。图1的测量头100，图上画出包括前表面上有抽样孔径104的外壳102。测量头100还包括两个平的反射镜1101-1102，图上画出以180度分开，置于相对的侧壁上；两个准直光学装置1201-1202(图上画出每一平的反射镜各有一个准直透镜)；一个聚焦光学装置130(图上画出一个聚焦透镜)；和三个光波导(图上画出三根光纤)1401-1403。图1还画出白炽光源(图上画出一个氙闪光灯)150。光源150，可以作为与测量头100一起使用的部件包括在内，也可以由用户提供。在图1的测量头100中，来自氙灯150的光，被两根光纤(输入光纤)收集，图上画出光纤1401和1402。每一输入光纤1401、1402从氙灯150收集的光，被引导到测量头100相应的平的反射镜1101、1102。来自相应输入光纤1401、1402的光，从相应的平的反射镜1101、1102反射到相应的准直透镜1201、1202。经相应准直透镜1201、1202准直的光，通过测量头100外壳102的抽样孔径104，照射样品。由样品的照射产生的漫射光，经过孔径140，被聚焦透镜130垂直地收集并聚焦。已聚焦的漫射光被第三光纤1403(输出光纤)收集，该第三光纤1403把收集的光传输到测量头之外。输出光纤1403中的光，例如被要对收集的光进行光谱分析的测量仪器使用的光纤，传输到测量头之外。虽然在图1的测量头100中，输出光纤1403被画成至少部分位于测量头100内，从而作为测量头的部件被包括在内，但在本专利技术另外的实施例中，可以选择用于收集和聚焦来自被照射样品的漫射光的聚焦透镜，使被收集的漫射光聚焦在正好在测量头外面的位置上，这样可以被测量头外面位置上的收集装置，如光波导收集。因此，输出光波导不一定位于测量头内，也不要求它是本专利技术测量头本身的部件，而可以由用户提供。在图1的测量头100中，输入光纤1401和1402、平的反射镜1101和1102、和准直透镜1201和1202的定位和放置，要使样品被来自氙灯150的准直光束以基本上45°+/-2°的角度照射。此外，聚焦透镜的定位和放置，要使来自被照射样品的漫射光被聚焦透镜聚焦，并使输出光纤1403以基本上0°+/-0.5°的角度被收集。更具体地说，输入光纤1401和1402定位在测量头100的外壳102中，使输入光纤1401、1402传输的来自氙灯150的光，被相应的平的反射镜1101、1102以基本上45°+/-2°的角度反射。准直透镜1201、1202分别位于测量头100的外壳102中，使从相应的平的反射镜1101、1102反射的氙光被准直，并经过测量头100外壳102的抽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量头，包括：至少一个输入光波导，用于把来自外部光源的光传送到所述测量头，供样品的照射；至少一个准直光学装置，用于使来自所述外部光源的被传送的光准直；至少一个平面反射镜，用于反射来自所述外部光源的所述被传送的光，以便所述被传送的光的光路，在所述测量头内至少折叠一次；和至少一个聚焦光学装置，用于使来自所述被照射样品的漫射光聚焦。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳伦斯B布朗，阿兰英格莱森，鲁迪格库彼特泽克，约瑟夫瑞德，
申请(专利权)人：数据色彩控股股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]