一种摆锤式傅里叶变换光谱仪制造技术

本发明专利技术公开了一种摆锤式傅里叶变换光谱仪，射入分光棱镜的光束以反射和透射的形式分为两束，其中经反射形成的分光束A经反射镜A再次反射后、透过分光棱镜进入探测器；其中经透射形成的分光束B经反射镜B反射后、再次经分光棱镜反射进入探测器并与光束A形成干涉，反射镜B固定于摆锤机构的活动端，摆锤机构的活动端在驱动器周期性的推动下、携带始终垂直于光束B方向的反射镜B沿靠近

【技术实现步骤摘要】
一种摆锤式傅里叶变换光谱仪


[0001]本专利技术主要涉及光谱仪
，尤其涉及一种摆锤式傅里叶变换光谱仪。

技术介绍

[0002]在传统的傅里叶变换红外光谱仪中，迈克尔逊干涉仪使用极其广泛，它主要由定镜、动镜、分束器和动镜驱动机构等部分组成。如图1所展示的现有迈克尔逊干涉仪的基本工作原理：光源S发出的光束经过分束镜G以反射和透射形式分为两束，其中经反射形成的分光束经反射镜M1再次反射后、透过分束镜G进入探测器D；其中经透射形成的分光束经反射镜M2反射后、再次经分束器G反射进入探测器D。若两光束满足干涉条件，则形成干涉条纹。该装置中反射镜M1为动镜、反射镜M2为定镜，M2
’
是反射镜M2沿分束镜G的镜像，h代表反射镜M1运动过程中与反射镜M2的距离。可见，在该装置中，反射镜M1是唯一不断运动的部件，其运动的精度和稳定度直接决定了仪器性能的好坏。
[0003]现有的傅里叶变换红外光谱仪中，反射镜M1往往与驱动器固连并跟随驱动器往复运动，因此反射镜M1的运动精度和稳定度将完全由驱动器的性能决定，从而对驱动器的可靠性提出了极高的要求。但现实情况是，驱动器无法消除运动误差，当误差在重复运动的过程中持续累积后，极易产生足以影响检测结果的偏转，从而难以满足复原光谱的质量要求。因此，必须设置一种辅助结构将反射镜M1与驱动器进行分离，使得驱动器的误差无法向反射镜M1进行传递和累积，从而降低对驱动器的可靠性要求、并提高装置的整体稳定性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种摆锤式傅里叶变换光谱仪。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种摆锤式傅里叶变换光谱仪，射入分光棱镜的光束以反射和透射的形式分为两束，其中经反射形成的分光束A经反射镜A再次反射后、透过分光棱镜进入探测器；其中经透射形成的分光束B经反射镜B反射后、再次经分光棱镜反射进入探测器并与光束A形成干涉，所述反射镜B固定于摆锤机构的活动端，所述摆锤机构的活动端在驱动器周期性的推动下、携带始终垂直于光束B方向的反射镜B沿靠近
‑
远离分光棱镜的方向往复摆动。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进：
[0008]所述光谱仪包括处理模块，所述处理模块分别与探测器和驱动器信号相连。
[0009]所述驱动器包括用于周期性推动摆锤机构的活动轴，和用于获取所述活动轴实时位移信息的光栅尺。
[0010]所述驱动器与所述摆锤机构的接触面均固定有磁性件，且位于驱动器上的所述磁性件与位于摆锤机构上的所述磁性件相互排斥。
[0011]所述驱动器与所述摆锤机构的接触面设置有弹性件。
[0012]所述驱动器的推动方向与光束B平行。
[0013]所述摆锤机构包括两对结构相同的轴承组；所述轴承组由位于上方的固定轴承，和经纵杆相连、位于下方且绕所述固定轴承摆动的活动轴承组成；各所述固定轴承位于同一高度，且各活动轴承经一横杆穿连，所述横杆背离驱动器一侧固定有反射镜B。
[0014]所述摆锤机构包括两对结构相同的轴承组；所述轴承组包括一对位于上方的固定轴承，各所述固定轴承均经纵杆连接一位于下方且绕对应固定轴承摆动的活动轴承；各所述固定轴承分布于水平面上一平行四边形的顶角处，且不同轴承组中位于同侧的活动轴承经连杆相连，两所述连杆由横杆穿连，所述横杆背离驱动器一侧固定有反射镜B。
[0015]所述摆锤机构包括分布于水平面上一平行四边形顶角处的四个固定轴承，各所述固定轴承铰接有一自由端能够绕其摆动的纵杆，各所述纵杆的自由端依次经连杆相连，且沿光束B方向排布的两所述连杆各铰接有一活动轴承，两所述活动轴承经一横杆穿连，所述横杆背离驱动器一侧固定有反射镜B。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0017]通过设置搭载有反射镜B的摆锤机构，使得驱动器不与反射镜B发生直接联系，且驱动器与摆锤机构的接触是周期性且短暂的，从而使得驱动器所产生的运动误差难以在摆锤机构上进行累积，进而难以驱使反射镜B发生偏转。也就是说，相对于现有技术中将反射镜B直接固连在驱动器上、反光镜B4的稳定性直接由驱动器来决定的结构，本申请所公开的技术方案中通过设置摆锤机构使得驱动器与反射镜B分离，反射镜B的稳定性转而受摆锤机构影响，又因为摆锤机构仅为重锤在杆/线的牵连下绕转轴往复运动，其结构和运动形式较驱动器更为简单，所以可靠性将能够得到明显提升。
附图说明
[0018]图1是现有技术中迈克尔逊干涉仪的基本工作原理示意图；
[0019]图2是摆锤式傅里叶变换光谱仪的结构示意图；
[0020]图3是实施例1中摆锤机构的结构示意图；
[0021]图4是实施例2中摆锤机构的结构示意图(含驱动器)；
[0022]图5是实施例3中摆锤机构的结构示意图。
[0023]图中各标号表示：1、分光棱镜；2、反射镜A；3、探测器；4、反射镜B；5、摆锤机构；51、轴承组；511、固定轴承；512、纵杆；513、活动轴承；514、横杆；515、连杆；6、驱动器；7、处理模块；8、磁性件；
[0024]a1、光束；a2、分光束A；a3、分光束B。
具体实施方式
[0025]以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。
[0026]实施例1
[0027]如图2和图3所示，本实施例的摆锤式傅里叶变换光谱仪，射入分光棱镜1的光束a1以反射和透射的形式分为两束，其中经反射形成的分光束Aa2经反射镜A2再次反射后、透过分光棱镜1进入探测器3；其中经透射形成的分光束Ba3经反射镜B4反射后、再次经分光棱镜1反射进入探测器3并与光束Aa2形成干涉，反射镜B4固定于摆锤机构5的活动端，摆锤机构5的活动端在驱动器6周期性的推动下、携带始终垂直于光束Ba3方向的反射镜B4沿靠近
‑
远
离分光棱镜1的方向往复摆动。驱动器6周期性地向摆锤机构5的活动端施加一个短暂的推力、驱使摆锤机构5在该推力作用下保持摆动状态，由于摆锤机构5的活动端固定有反射镜B4，在摆锤机构5运动的过程中，反射镜B4能够跟随摆锤机构5的活动端同步发生摆动。反射镜B4为平面镜，并在摆动过程中始终处于垂直光束Ba3的状态，且反射镜B4的摆动存在沿靠近
‑
远离分光棱镜1方向的分运动，从而使得反射光线始终平行于入射光线的同时，使得反射镜B4沿分光棱镜1的镜像与反射镜A2的间距发生改变，进而改变干涉条纹。通过设置搭载有反射镜B4的摆锤机构5，使得驱动器6不与反射镜B4发生直接联系，且驱动器6与摆锤机构5的接触是周期性且短暂的，从而使得驱动器6所产生的运动误差难以在摆锤机构5上进行累积，进而难以驱使反射镜B4发生偏转。也就是说，相对于现有技术中将反射镜B4直接固连在驱动器6上、反射镜B4的稳定性直接由驱动器6来决定的结构，本申请所公开的技术方案中通过设置摆锤机构5使得驱动器6与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种摆锤式傅里叶变换光谱仪，射入分光棱镜(1)的光束(a1)以反射和透射的形式分为两束，其中经反射形成的分光束A(a2)经反射镜A(2)再次反射后、透过分光棱镜(1)进入探测器(3)；其中经透射形成的分光束B(a3)经反射镜B(4)反射后、再次经分光棱镜(1)反射进入探测器(3)并与光束A(a2)形成干涉，其特征在于：所述反射镜B(4)固定于摆锤机构(5)的活动端，所述摆锤机构(5)的活动端在驱动器(6)周期性的推动下、携带始终垂直于光束B(a3)方向的反射镜B(4)沿靠近
‑
远离分光棱镜(1)的方向往复摆动。2.根据权利要求1所述的摆锤式傅里叶变换光谱仪，其特征在于：所述光谱仪包括处理模块(7)，所述处理模块(7)分别与探测器(3)和驱动器(6)信号相连。3.根据权利要求2所述的摆锤式傅里叶变换光谱仪，其特征在于：所述驱动器(6)包括用于周期性推动摆锤机构(5)的活动轴，和用于获取所述活动轴实时位移信息的光栅尺。4.根据权利要求1所述的摆锤式傅里叶变换光谱仪，其特征在于：所述驱动器(6)与所述摆锤机构(5)的接触面均固定有磁性件(8)，且位于驱动器(6)上的所述磁性件(8)与位于摆锤机构(5)上的所述磁性件(8)相互排斥。5.根据权利要求1所述的摆锤式傅里叶变换光谱仪，其特征在于：所述驱动器(6)与所述摆锤机构(5)的接触面设置有弹性件。6.根据权利要求1所述的摆锤式傅里叶变换光谱仪，其特征在于：所述驱动器(6)的推动方向与光束B(a3)平行。7.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的摆锤式傅里叶变换光谱仪，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李书毅，
申请(专利权)人：湖南耀测科技有限公司，
类型：发明
国别省市：