一种基于平面光波导的二维光谱展开的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于平面光波导的二维光谱展开的装置。该装置包括：待测光、准直系统、耦入光栅、耦出光栅、垂直光栅、波导和探测器，耦入光栅和耦出光栅在波导内部对称设置；准直系统将待测光转换成平行光，平行光在耦入光栅的衍射作用下进入波导内部进行传输，光线在一个色散相同的耦出光栅的作用下从波导内部出射出去，使用另一个方向垂直的光栅将从波导出射的光线进行垂直方向的光谱展开，聚焦后光线到达光探测器阵列，得到二维光谱图。本发明专利技术装置将平面波导与衍射光栅结合，最大程度实现光谱微型化，可以获得高分辨率的光谱检测或者大的光谱检测范围。者大的光谱检测范围。者大的光谱检测范围。

【技术实现步骤摘要】
一种基于平面光波导的二维光谱展开的装置


[0001]本专利技术涉及光通信
，尤其涉及一种基于平面光波导的二维光谱展开的装置。

技术介绍

[0002]随着光谱在越来越多的行业中开始发挥重要的的作用，对光谱仪的研究和需求显得尤为重要和紧迫。基于对微型光谱仪的追求，自20世纪90年代起，各种各样微型的光谱系统逐渐出现。2021年，上海交通大学的蔡伟伟特别研究员，浙江大学的杨宗银研究员等人微型光谱仪归纳为四大类：色散型(Dispersive optics)、窄带滤波型(Narrowband filters)、傅里叶变换型(Fourier transform)和计算重建型(Reconstructive)。
[0003]色散型光谱仪一般是由一个或多个衍射光栅，一段光路和一个探测器阵列组成，光在衍射光栅的色散作用下在空间中被分散到不同的方向。一般来说，这种光谱仪具有超高分辨率、宽光谱范围和成熟的技术路线，但是由于其中笨重的色散元件、长光程等，很难实现微型化。虽然目前随着微型和纳米技术的进步，这些系统的组件尺寸已经日益小型化，但是由于设备尺寸与光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于平面光波导的二维光谱展开的装置，其特征在于，包括：待测光、准直系统、耦入光栅、耦出光栅、垂直光栅、波导和探测器阵列，所述耦入光栅和所述耦出光栅在波导内部对称设置；待测光进入准直系统，准直系统将光线转换成平行光，平行光在耦入光栅的衍射作用下进入波导内部进行传输，光线在波导内部进行全反射传输，光线在耦出光栅的作用下，以与入射光平行的方向从波导内部出射出去，在水平方向根据光线到达耦出光栅的位置，第一次区分不同的波长，得到水平方向展开的光谱图；使用与光线的输出方向垂直的垂直光栅将从波导出射的光线进行垂直方向的光谱展开，聚焦后光线到达光探测器阵列，得到二维光谱图。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述垂直光栅对以从波导出射的光线在正交方向上进行波长展开，在垂直方向上分离基于平面波导光谱的自由光谱范围内的叠加频率，使得不同波长的光线的输出角度不同，经透镜后的聚焦位置也不同，得到垂直方向展开的光谱图。3.根据权利要求1或者2所述的装置，其特征在于，所述准直系统为近轴透镜，用于将待测光转换成平行光或者接近于平行光的光束。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，当转化为平行光的光束入射到耦入光栅时，在耦入光栅的衍射作用下，光束转变传播方向，开始在波导中传输，耦入光栅的衍射作用如下所示：Λsinθ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭中伟，贾生萍，纪文杰，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：