本发明专利技术提供一种同步辐射红外显微镜的数值孔径匹配装置，包括：相对设置的两离轴抛物面镜，两者具有重合的焦点和重合的旋转对称轴，入射光束平行于旋转对称轴入射到第一离轴抛物面镜并依次经过第一和第二离轴抛物面镜反射得到出射光束；出射光束平移机构，其包括至少一个与第二离轴抛物面镜相对设置以改变出射光束方向的出射平面镜，以及用于安装出射平面镜的出射平移台；离轴抛物面镜平移机构或入射光束平移机构，离轴抛物面镜平移机构包括离轴抛物面镜平移台，入射光束平移机构包括至少一个入射平面镜及入射平移台，离轴抛物面镜平移台或入射平移台的运动方向垂直于旋转对称轴。本发明专利技术使得同步辐射红外光束尺寸连续可调，操作简单，节省人力工时。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及同步辐射红外显微领域，特别是涉及一种同步辐射红外显微镜的数值孔径匹配装置。
技术介绍
在同步辐射红外显微光束线站上，由于同步辐射所发出的红外光束的发射角小， 且引出过程中要经过多个光学元件，需要在几米的传输距离中引入傅立叶变换光谱仪，然后再引入红外显微镜。红外显微镜一般采用全反射式的施瓦兹希尔德(Schwarzschild) 物镜，这种物镜的特点要求，入射的光束必须符合入射孔径，若入射光束尺寸太大，则会有光子无法入射到凸球面镜而损失；若入射光束的尺寸太小，则会有很大一部分光束虽能入射到凸球面镜但不能入射到凹球面镜而损失，甚至会使焦点处没有光子到达。而不同放大倍数的红外显微物镜的入射孔径有很大差别。当采用传统的红外光源时，由于其发射角大光源面积大，就不存在光束匹配问题；而采用同步辐射红外光束作为光源时，由于其发射角小，如果不进行严格匹配则会出现上面的问题。另外同步辐射红外光束的发射角随波长不同而不同，因此，对光束尺寸的要求还随实验所感兴趣的波段有关系。目前国际上同步辐射红外显微光束线站上通用的数值孔径匹配装置是采用一 90 度离轴抛物面镜和一平面镜组成，其中90度离轴抛物面镜的焦距与前置聚焦镜的焦距之比决定了光束尺寸的放大率，平面镜用于调节光束的出射位置和方向。在现有的数值孔径匹配装置中，通过更换不同焦距的90度离轴抛物面镜，并整体改变离轴抛物面镜和平面镜的位置以适应离轴抛物面镜的焦距变化，从而改变光束尺寸的放大率，进而实现调节光束尺寸的目的。但是由于所更换的离轴抛物面镜的焦距是离散值，因此只能根据所更换的离轴抛物面镜的焦距获得几个固定尺寸的光束，而无法得到尺寸连续可调的光束，并且由于这些光学元件是安装在真空环境内的，因此更换光学元件并改变位置的操作比较麻烦，浪费人力和时间。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种同步辐射红外显微镜的数值孔径匹配装置，为红外显微镜提供光束尺寸在一定范围内连续可调的同步辐射红外光束，操作简单，节省人力工时。基于上述目的，本专利技术所采用的技术方案为一种同步辐射红外显微镜的数值孔径匹配装置，包括相对设置的第一和第二离轴抛物面镜，两者具有重合的焦点和重合的旋转对称轴，入射光束平行于该旋转对称轴入射到第一离轴抛物面镜上并依次经过第一和第二离轴抛物面镜反射得到出射光束；出射光束平移机构，其包括至少一个与第二离轴抛物面镜相对设置以改变出射光束方向的出射平面镜，以及用于安装出射平面镜的出射平移台；离轴抛物面镜平移机构，其包括用于安装第一和第二离轴抛物面镜的离轴抛物面镜平移台，离轴抛物面镜平移台的运动方向垂直于所述旋转对称轴。所述离轴抛物面镜平移台和出射平移台为ー维平移台。所述离轴抛物面镜平移台和出射平移台分别包括导轨、沿导轨运动的滑块以及与滑块相连的丝杠，第一和第二离轴抛物面镜或出射平面镜分别通过卡槽或卡扣固定连接在各自的平移台的滑块上，一手柄或电机通过联轴器与丝杠相连。所述第一和第二离轴抛物面镜的离轴角度为90度。一种同步辐射红外显微镜的数值孔径匹配装置，包括相对设置的第一和第二离轴抛物面镜，两者具有重合的焦点和重合的旋转对称轴，入射光束平行于该旋转对称轴入射到第一离轴抛物面镜上并依次经过第一和第二离轴抛物面镜反射得到出射光束；出射光束平移机构，其包括至少ー个与第二离轴抛物面镜相对设置以改变出射光束方向的出射平面镜，以及用于安装出射平面镜的出射平移台；入射光束平移机构，其包括至少ー个与第一离轴抛物面镜相对设置以改变入射光束方向的入射平面镜，以及用于安装入射平面镜的入射平移台，入射平移台的运动方向垂直于所述旋转对称轴。所述入射平移台和出射平移台为ー维平移台。所述入射平移台和出射平移台分别包括导轨、沿导轨运动的滑块以及与滑块相连的丝杠，入射平面镜或出射平面镜分别通过卡槽或卡扣固定连接在各自的平移台的滑块上，一手柄或电机通过联轴器与丝杠相连。所述第一和第二离轴抛物面镜的离轴角度为90度。本专利技术的同步辐射红外显微镜的数值孔径匹配装置，包括共轴共焦且相对设置的两离轴抛物面镜以及出射光束平移机构，通过设置离轴抛物面镜平移机构或入射光束平移机构，使得同步辐射红外光束尺寸在一定范围内连续可调，操作简单，节省人カエ吋。附图说明图I本专利技术的实施例I的结构示意图，其中单向箭头指示光束的方向，双向箭头指示平移台的移动方向；图2本专利技术的实施例I的光路示意图，其中单向箭头指示光束的方向，双向箭头指示平移台的移动方向；图3本专利技术的实施例2的结构示意图，其中单向箭头指示光束的方向，双向箭头指示平移台的移动方向。具体实施例方式下面根据附图，给出本专利技术的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本专利技术的功能、特点。实施例I图I示出了本专利技术的同步辐射红外显微镜的数值孔径匹配装置的一个实施例，其包括共轴共焦且相对设置的两离轴抛物面镜1、2，其中，共焦是指两离轴抛物面镜1、2具有重合的焦点9，共焦设置保证了两离轴抛物面镜1、2工作在点光源到平行光束或者平行光束到点光源的理想状态；共轴是指两离轴抛物面镜1、2具有重合的旋转对称轴8，入射光束 6平行于旋转对称轴8入射到第一离轴抛物面镜I上且依次经过第一离轴抛物面镜I和第 ニ离轴抛物面镜2反射得到出射光束7，共轴设置保证了入射光束6和出射光束7平行但方向相反。优选地，离轴抛物面镜1、2的离轴角度均为90度。在本实施例中，该数值孔径匹配装置还包括一出射光束平移机构，该出射光束平移机构包括至少一个与第二离轴抛物面镜2相对设置以改变出射光束方向的出射平面镜3，以及用于安装出射平面镜3的出射平移台5。此外，该数值孔径匹配装置进一步包括一离轴抛物面镜平移机构，该离轴抛物面镜平移机构包括用于安装两离轴抛物面镜1、2的离轴抛物面镜平移台4，该离轴抛物面镜平移台4的运动方向垂直于旋转对称轴8。如图2所示，尺寸为L1的入射光束6平行于两离轴抛物面镜1、2的旋转对称轴8 入射到第一离轴抛物面镜I上，依次经过第一离轴抛物面镜I和第二离轴抛物面镜2的反射后得到尺寸为L2的出射光束7，光束尺寸的放大率即L2与L1之比等于光束在两离轴抛物面镜上的有效焦距之比，从而实现了光束尺寸从L1至L2的变化。最后，通过出射平面镜3 将出射光束7的方向调整到需要的出射方向。当需要改变出射光束7的尺寸L2时，根据所需尺寸，控制离轴抛物面镜平移台4带动离轴抛物面镜1、2沿垂直于旋转对称轴8的方向平移一定距离，在这个过程中，由于光束在两离轴抛物面镜上的入射点发生移动，导致光束在两离轴抛物面镜上的有效焦距之比发生变化，使得光束尺寸的放大率改变，从而改变出射光束7的尺寸L2。同时，控制出射平移台5带动出射平面镜3平移一定距离以校正由于离轴抛物面镜1、2的平移而导致的光束平移，从而保持出射光束7的位置不变。在本实施例中，两平移台4、5都为一维平移台，其分别包括导轨、沿导轨运动的滑块以及与滑块相连的丝杠，两离轴抛物面镜1、2或出射平面镜3分别通过卡槽或卡扣固定连接在各自的平移台的滑块上，一手柄或电机通过联轴器与丝杠相连以用于实现对平移台的手动或电动控制。使用时只需通过手柄或电机控制平移台4、5连续移动，即可实现出射光束7的尺寸连续可调而出射方向、位置均保持不变，如此则避免了更换真空环境中的光学元件而带来的繁琐操作，节本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：佟亚军，陈敏，吉特，张增艳，肖体乔，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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