改变陷波滤波器工作波长和延长寿命的结构制造技术

一种改变陷波滤波器工作波长和延长其使用寿命的结构及其使用方法，该结构包括底板、陷波滤波器、光学晶片组、晶片固定器和转动装置。将转动装置安放在底板上，用晶片固定器固定陷波滤波器和与之匹配的光学晶片组，并将它们安装在设计的转动装置上，通过转动装置改变陷波滤波器和光学晶片组的角度，可以在很宽范围内调节陷波滤波器的工作波长，大大延长陷波滤波器的使用寿命。本发明专利技术可应用于激光拉曼光谱及荧光光谱等技术中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光谱分析
，特别是一种。
技术介绍
拉曼散射是光与物质非弹性散射的一种现象，基于这一现象的拉曼光谱仪是现代重要的光谱分析技术，已经在固体物理、半导体物理、催化、表面、生物化学、材料表征和宝石鉴定等领域得到广泛的应用，凭借它可获得许多有关物质结构的重要信息。与中子散射等其它实验手段相比较，拉曼散射具有诸多优点，例如，对样品无损伤，所需样品极少，并可以利用显微光路系统对样品进行微区检测，实验装置简便等，因而日益受到科研工作者的重视。传统的大型拉曼谱仪主要用相当于两个或三个单色仪串联，通过多次分光作用，以达到最大的光谱分辨率。但是，这种拉曼谱仪的体积庞大，操作非常不方便，不仅光谱透过率较低，而且价格昂贵。由于这个原因，很多科研单位也采用单联单色仪的小型微区拉曼光谱仪。该谱仪用陷波滤波器滤掉强的瑞利信号。这种小型谱仪结构紧凑，操作简单，价格相对较低，因而在科研工作中得到很大的推广。对于这样的小型谱仪，陷波滤波器是最关键的部件之一。陷波滤波器能滤掉其工作波长附近的瑞利散射信号，而在Stokes和anti-Stokes两侧的信号都具有很高的透过率。对每一个激光线，都有对应工作波长的陷波滤波器。如果为小型微区拉曼光谱仪配备的激光器具有数条激光线，要利用这些激光线激发材料的拉曼谱，原则上需要相应数目不同工作波长的陷波滤波器。随着时间的推移，陷波滤波器的工作波长会向长波方向移动，使得一定时间后，购买的陷波滤波器已经不能用于滤掉相应波长的瑞利信号而必须购买新的陷波滤波器。陷波滤波器的使用寿命一般为3到4年，加上陷波滤波器的价格较贵，使得陷波滤波器的使用成本很高。如何降低陷波滤波器的使用成本和延长陷波滤波器的使用寿命，以及如何改变陷波滤波器的工作波长，是目前推广小型微区拉曼光谱仪待解决的最关键问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改变陷波滤波器工作波长和延长其使用寿命的结构，并介绍了此结构的使用方法。利用此结构，陷波滤波器的工作波长能向短波方向扩展40到70纳米，并且陷波滤波器的使用寿命基本上可以达到数十年。本专利技术一种改变陷波滤波器工作波长和延长其使用寿命的结构，该结构包括底板、陷波滤波器、光学晶片组、晶片固定器和相应的转动装置。所述的改变陷波滤波器工作波长和延长其使用寿命的结构，转动装置安放在底板上，陷波滤波器和光学晶片组用晶片固定器固定并安装在转动装置上。所述的改变陷波滤波器工作波长和延长其使用寿命的结构，光学晶片组是根据陷波滤波器的光学性质所设计的，光学晶片组在折射率和厚度上与陷波滤波器不一定相同，但要与陷波滤波器的光学性质相匹配。所述的改变陷波滤波器工作波长和延长其使用寿命的结构，光学晶片组可以由不同的光学材料组合而成的晶片组，也可以是单一的光学晶片。所述的改变陷波滤波器工作波长和延长其使用寿命的结构，陷波滤波器和光学晶片组初始时平行排列，所述转动装置可以使陷波滤波器和光学晶片组按相反方向工作角度。所述的改变陷波滤波器工作波长和延长其使用寿命的结构，光学晶片组和转动装置，利用转动装置把陷波滤波器和光学晶片组按相反方向转动一定的角度后，入射激光入射到陷波滤波器，经陷波滤波器折射后穿过光学晶片组，由陷波滤波器折射导致的侧向平移得到光学晶片组折射的补偿，使得出射光线的方向与入射光线在同一直线上。所述的改变陷波滤波器工作波长和延长其使用寿命的结构，如果对出射光的侧向平移没有要求，该装置将不包括光学晶片组。本专利技术一种改变陷波滤波器工作波长和延长其使用寿命的使用方法，将所述的改变陷波滤波器工作波长和延长其使用寿命的结构置于信号光路上，通过转动装置调节陷波滤波器和光学晶片组的工作角度，来调节陷波滤波器的工作波长，使得陷波滤波器能阻止特定波长的光波信号通过。所述的改变陷波滤波器工作波长和延长其使用寿命的使用方法，当陷波滤波器的使用期限过长导致陷波滤波器的工作波长会偏离购买时的工作波长时，通过转动装置调节陷波滤波器和光学晶片组的工作角度，可以把陷波滤波器的工作波长调节到购买陷波滤波器时的工作波长，从而延长其使用寿命。所述的改变陷波滤波器工作波长和延长其使用寿命的使用方法，通过转动装置调节陷波滤波器的工作角度，来调节陷波滤波器的工作波长，使得陷波滤波器能阻止特定波长的光波信号通过。所述的改变陷波滤波器工作波长和延长其使用寿命的使用方法，当陷波滤波器的使用期限过长导致陷波滤波器的工作波长会偏离购买时的工作波长时，通过转动装置调节陷波滤波器的工作角度，可以把陷波滤波器的工作波长调节到购买陷波滤波器时的工作波长，从而延长其使用寿命。本专利技术可应用于激光拉曼光谱及荧光光谱等技术中。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明如后，其中图1是陷波滤波器的白光透射谱(a)和用632.8nm激光激发晶体硅所测得的拉曼光谱(b)图。图2是改变陷波滤波器工作波长和延长其使用寿命的结构图。图3是光学晶片组的设计要求图。图4是一个简单的转动装置图。图5是工作波长为632.8nm的陷波滤波器安装在本专利技术结构上所测量的白光透射谱(a)和用632.8nm激光激发晶体硅所测得的拉曼光谱(b)图。图6是利用工作波长为514.5nm的陷波滤波器的白光透视谱(a)和用514.5nm激光激发晶体硅所测得的拉曼光谱(b)图。图7是将工作波长为514.5nm的陷波滤波器安装在本专利技术结构上调节其工作角度后所测的白光透射谱(a)和用457.9nm激光激发晶体硅所测得的拉曼光谱(b)图。具体实施例方式陷波滤波器作为小型微区拉曼谱仪最关键的部件之一，为小型微区拉曼谱仪的推广使用起到了决定性作用。通常情况下，为了获取更多波长激光激发的拉曼谱，为每一条激光线配备相应工作波长的陷波滤波器是必不可少的。随着时间的推移，陷波滤波器的工作波长会向长波方向移动。到了一定时间后，陷波滤波器已经不能滤掉原工作波长的激光时，必须购买新的陷波滤波器才能使小型微区拉曼谱仪工作。比如说，1998年我们购买的工作波长为632.8nm的陷波滤波器，到2005年，其工作波长已经移到了642nm，其白光透射谱如图1(b)所示。这时，陷波滤波器已经不能滤掉632.8nm的激光，激光诱发的背景信号掩盖了微弱的拉曼信号(如图1(a)所示)，而使得拉曼谱仪不能用来测量632.8nm激光激发的拉曼谱。如果为小型微区拉曼光谱仪配备的激光器具有数条激光线，要利用这些激光线激发材料的拉曼谱，原则上需要相应数目不同工作波长的陷波滤波器。目前陷波滤波器昂贵的价格又使得科研工作者没有足够经费购买各种工作波长的陷波滤波器而严重影响了他们的科研工作。图2是我们设计的改变陷波滤波器工作波长和延长其使用寿命的结构图。该结构包括底板、陷波滤波器、光学晶片组、晶片固定器和转动装置。将转动装置R安放在底板S上，转动装置上安置两个晶片固定器H，晶片固定器H用来固定陷波滤波器N和光学晶片组C。我们假设陷波滤波器N的有效折射率n1，厚度为d1，陷波滤波器N外面介质的折射率为n0。当信号光穿过陷波滤波器N后，由于陷波滤波器N内外的折射率不一样，信号光经过陷波滤波器N后光线将发生平移，光线偏离小型微区拉曼谱仪的共焦孔，而使得探测器测不到拉曼信号。为了避免这种情况，我们设计了一个光学晶片组C，其厚度d2和有效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改变陷波滤波器工作波长和延长其使用寿命的结构，其特征在于，该结构包括：底板、陷波滤波器、光学晶片组、晶片固定器以及转动装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谭平恒，朱汇，章昊，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]