【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电子，具体涉及一种分子滤光阵列机构。
技术介绍
1、随着多光谱成像技术对时间分辨率、空间分辨率、光谱分辨率及光学稳定性需求的不断提升，四者之间的制约矛盾愈加激化。分子滤光器是一种具有梳状离散透射谱型的滤波器件，依靠分子能级跃迁对光波长的分辨实现选择性透射，为该矛盾的解决提供了新的途径。基于分子光谱理论，分子滤光器可分为差量吸收型、磁致旋光型及多普勒调制型三类。
2、法拉第滤光器的工作原理是顺磁性量子体系的faraday旋光效应。法拉第滤光器由一个置于轴向磁场中的顺磁性分子气室和两个正交的偏振器组成。光束通过起偏器后，成为了线偏振光，线偏振光在沿轴向磁场的气体分子中传输时，其偏振方向相对于入射时发生了旋转，旋光角度与顺磁性分子浓度、分子气室长度、轴向磁场强度及入射光的波长等因素有关。为了滤除背景光，选择合适的工作参数，使目标谱线的旋光角度为90°的整数倍，最大限度地通过检偏器，而其他波长的光束则由于没有发生旋光而被抑制。
3、旧的法拉第原子滤光器依靠共振法拉第反常色散效应来旋转信号光的偏振，其工作材料仅限于顺磁原子，其波长受原子跃迁频率的限制，虽然人们提出了激发态原子滤波器和同位素原子滤光器，然而原子滤光器的工作波长仍然局限于可见光和近红外区域的几个特定波长，如420nm(rb87)、455nm(cs)、532nm(rb)、589nm(na)、770nm(k)、795nm(rb)和1529nm(rb)。分子中的能级比原子中的能级多得多，包括旋转能级、振动能级和电子能级，一般来说，电子能级之间
4、目前，分子法拉第滤光片已经提出了多种不同波长的分子吸收滤光片。在可见光区域，分子碘蒸气滤光片广泛用作流体力学、燃烧诊断技术的光学频率滤波器，以及用于大气风测量和海洋遥感的激光雷达。在中红外区域，气体过滤相关辐射测量使用被测气体样本作为光谱滤光片来隔离大气中目标气体吸收或发自射的红外辐射，与传统机械气体相比，响应速度快、可靠性高，且设计更简单、传感器更紧凑。
5、另外，分子法拉第滤光片相对于分子吸收滤光片具有超高背景光谱抑制能力。分子法拉第滤光片的滤光片透射率是由沿着磁场传播的光的共振法拉第效应引起的色散偏振旋转产生的。仅当光在顺磁分子共振附近时小会发生大的高色散偏振旋转，而远离分子法拉第滤光片传输峰的光的偏振旋转非常小。这导致分子法拉第滤光片的带外抑制山偏振器的消光比决定。更高噪声抑制的光学滤波器在检测微弱信号时具有更多优势，特别是在红外区域。
6、目前的分子法拉第滤光器都是由一套滤光系统组成，按照幅射光入射顺序分别为起偏器、轴向磁场发生装置、分子气体气室、检偏器以及分子基带滤光片。现有技术并未提出分子滤光器的小型化概念，分子滤光器体积大，整个滤光系统常在分米级以上；现有技术的滤光系统为分散的光学器件组成，系统使用前需要对滤光器进行安装和调试，使用时光学器件的相对位置要求精密，不便于滤光系统携带与移动；现有技术同一时刻只能实现单谱段的滤光，尚未提出滤光阵列的制作方法。为解决以上问题，本专利提出了一种分子滤光阵列设计方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有分子滤光器体积大，使用前需要对滤光器进行安装和调试，使用时光学器件的相对位置要求精密，不便于滤光系统携带与移动，同一时刻只能实现单谱段的滤光的缺陷。
2、为此，本专利技术提供了一种分子滤光阵列机构，包括机构主体，设置于机构主体外围的螺旋电感线圈，所述机构主体中部设置有顺磁性分子气室阵列，所述顺磁性分子气室阵列的前端设置有第一偏振器、所述顺磁性分子气室阵列的后端设置有第二偏振器，所述第二偏振器的后方设置有滤光片。
3、进一步的，所述螺旋电感线圈与外部的控制电路，通过控制电路控制共振法拉第效应环境条件。
4、进一步的，所述顺磁性分子气室阵列至少包括一个阵列元，所述阵列元6至少包括2个中心波长不同的滤光元。
5、进一步的，所述阵列元6至少包括m×n个谱段的滤光元。
6、进一步的，所述顺磁性分子气室阵列采用高透明材料制成，内部注入光谱谱段的顺磁性分子气体；所述顺磁性分子气体为no、co与co2中的任意一种气体。
7、进一步的，所述螺旋电感线圈的厚度小于等于机构主体厚度。
8、进一步的，所述第一偏振器第二偏振器均为方形云母线性偏振片，且面积大于顺磁性分子滤光阵列。
9、进一步的，所述滤光片采用常见的玻璃滤光片或亚克力滤光片，形状可为方形且位于中央光路上。
10、进一步的，所述机构主体采用高分子材料制作。
11、本专利技术的优点是：本专利技术提供这种分子滤光阵列机构，分子滤光阵列机构，与原子滤光方法相比，原子滤光方法光谱波长受原子跃迁频率的限制，工作波长局限于可见光和近红外区域的几个特定波长，分子中的能级比原子中的能级多得多，扩展了法拉第滤光器的波长范围；其次，顺磁性分子相对原子对条件温度的要求降低，提升法拉第滤光器的鲁棒性与泛用性；与常见晶体滤光片相比，该分子滤光阵列机构利用分子滤光阵列与滤光片相结合，具有高灵敏度、强背景光谱抑制能力等优点，可以实现更好的光谱滤光效果，尤其在燃烧诊断领域的应用，对单一组分的高空间分辨、高时间分辨成像展现出极佳的微量成分识别能力；该分子滤光阵列机构提出分子滤光方法的滤光阵列设计与制作思路，填补了法拉第分子滤光阵列的空白。
12、下面结合附图和实施例对本专利技术做详细说明。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种分子滤光阵列机构，其特征在于：包括机构主体(5)，设置于机构主体(5)外围的螺旋电感线圈(2)，所述机构主体(5)中部设置有顺磁性分子气室阵列(1)，所述顺磁性分子气室阵列(1)的前端设置有第一偏振器(3-1)、所述顺磁性分子气室阵列(1)的后端设置有第二偏振器(3-2)，所述第二偏振器(3-2)的后方设置有滤光片(4)。
2.如权利要求1所述的一种分子滤光阵列机构，其特征在于：所述螺旋电感线圈(2)与外部的控制电路，通过控制电路控制共振法拉第效应环境条件。
3.如权利要求1所述的一种分子滤光阵列机构，其特征在于：所述顺磁性分子气室阵列(1)至少包括一个阵列元(6)，所述阵列元6至少包括2个中心波长不同的滤光元(7)。
4.如权利要求3所述的一种分子滤光阵列机构，其特征在于：所述阵列元6至少包括m×n个谱段的滤光元(7)。
5.如权利要求1所述的一种分子滤光阵列机构，其特征在于：所述顺磁性分子气室阵列(1)采用高透明材料制成，内部注入光谱谱段的顺磁性分子气体；所述顺磁性分子气体为NO、CO与CO2中的任意一种气体。
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1.一种分子滤光阵列机构，其特征在于：包括机构主体(5)，设置于机构主体(5)外围的螺旋电感线圈(2)，所述机构主体(5)中部设置有顺磁性分子气室阵列(1)，所述顺磁性分子气室阵列(1)的前端设置有第一偏振器(3-1)、所述顺磁性分子气室阵列(1)的后端设置有第二偏振器(3-2)，所述第二偏振器(3-2)的后方设置有滤光片(4)。
2.如权利要求1所述的一种分子滤光阵列机构，其特征在于：所述螺旋电感线圈(2)与外部的控制电路，通过控制电路控制共振法拉第效应环境条件。
3.如权利要求1所述的一种分子滤光阵列机构，其特征在于：所述顺磁性分子气室阵列(1)至少包括一个阵列元(6)，所述阵列元6至少包括2个中心波长不同的滤光元(7)。
4.如权利要求3所述的一种分子滤光阵列机构，其特征在于：所述阵列元6至少包括m×n个谱段的滤光元(7)...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，陈继铭，李世龙，郭得福，
申请(专利权)人：西安中科立德红外科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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