一种全光纤输入输出接口的单色仪制造技术

本实用新型专利技术提供一种全光纤输入输出接口的单色仪，包括输入光纤，用于输入入射光；高通线性可变滤光片，用于反射入射光中的波长小于选定波长的短波光束；低通线性可变滤光片，用于反射入射光中的波长大于选定波长的长波光束；第一光学聚焦元件，其位于光路中对入射光进行聚焦；第二光学聚焦元件，其位于光路中对通过高通或低通线性可变滤光片的光束进行聚焦；光学反射聚焦元件组，用于对通过高通和低通线性可变滤光片的光束进行反射聚焦；线性可变滤光片控制系统，用于控制高通和低通线性可变滤光片的移动，使得线性可变滤光片位于规定的位置以实现单色滤光；以及输出光纤，用于输出长波、短波和窄带单色光。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光谱分析领域和光纤元件领域，尤其涉及一种全光纤输入输出接口的单色仪。
技术介绍
目前，光谱测量中所用的单色仪的色散元件主要是光栅和棱镜之类的色散元件，色散之后某一波长的光一般形成条状光斑，很难聚焦成很小的光斑从光纤输出。另外，常用的单色仪出射光只是一个波段，其他波长的光均作为杂散光处理，无法利用。因此，亟需一种易于聚焦并可以光纤输出、高对比度和多输出波段的单色仪。
技术实现思路
本技术的目的在于为光谱测量和分析提供一种光纤接口、高对比度、三种输出波段的全光纤输入输出接口的单色仪，可广泛应用在光学探测系统分光系统，荧光光谱分析中。本技术的全光纤输入输出接口的单色仪，包括：输入光纤，用于输入入射光；高通线性可变滤光片，用于反射入射光中的波长小于选定波长的短波光束；低通线性可变滤光片，用于反射入射光中的波长大于选定波长的长波光束；第一光学聚焦元件，其位于光路中对入射光进行聚焦；第二光学聚焦元件，其位于光路中对通过所述高通或低通线性可变滤光片的光束进行聚焦；光学反射聚焦元件组，用于对通过所述高通和低通线性可变滤光片的光束进行反射聚焦；线性可变滤光片控制系统，用于控制所述高通和低通线性可变滤光片的移动，使得所述线性可变滤光片位于规定的位置以实现单色滤光；窄带单色光输出光纤，用于输出窄带单色光。优选地，该单色仪还包括短波输出光纤，用于接收并输出所述高通线性可变滤光片反射的短波光束。优选地，该单色仪还包括长波输出光纤，用于接收并输出所述低通线性可变滤光片反射的长波光束。优选地，该单色仪还包括第三聚焦光学元件，用于对所述窄带单色光进行聚焦并耦合到所述窄带单色光输出光纤。优选地，该单色仪还包括第四聚焦光学元件，用于对所述短波光束进行聚焦并耦合到所述短波输出光纤。优选地，该单色仪还包括第五聚焦光学元件，用于对所述长波光束进行聚焦并耦合到所述长波输出光纤。优选地，该聚焦光学元件可以是消色差凸透镜、或离轴抛物面镜对、或凹面反射镜等具有聚焦作用的光学元件。优选地，所述线性可变滤光片控制系统包括：可以垂直于光路水平移动的第一导轨和第二导轨，所述第一导轨上固定所述高通线性可变滤光片，所述第二导轨上固定所述低通线性可变滤光片；步进马达，其分别与所述第一和第二导轨连接；以及控制部，其控制所述步进马达来移动所述第一导轨和第二导轨，以使得所述高通和低通线性可变滤光片移动至规定的位置。优选地，所述线性可变滤光片控制系统还包括：存储部，用于存储所述高通和低通线性可变滤光片的位置信息。通过上述结构，本技术具有以下优点。首先，本技术的光纤单色仪采用全光纤接口，便于直接对光纤介质中的光束进行单色处理，并且出射光是圆斑，易于聚焦。其次，在线性可变滤光片滤光处将光斑汇聚，这就使得光斑较小，对比度较高，避免了大光斑通过线性可变滤光片产生色差。另外，本技术将光束聚焦后多次经过一对高低通线性可变滤光片的方法对入射光进行单色处理，并输出一个窄带和两个宽带三种波段的光束。因此，通过本技术的单色仪获得的单色光具有易于聚焦，对比度高以及可以输出三个波段的有益效果，在该领域有着很大的优势和潜力。附图说明图1为本技术的单色仪的结构示意图。图2为本技术的单色仪中的线性可变滤光片控制系统结构示意图。图3为根据本技术的一个具体实施例的单色仪的结构图。具体实施方式以下，将结合附图和实施例对本技术进行详细说明。以下实施例并不是对本实用新型的限制。在不背离技术构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本技术中。图1为本技术的单色仪的结构示意图。该单色仪包括输入光纤1，窄带单色光输出光纤2，长波输出光纤3，短波输出光纤4，光学聚焦元件5、7，高通线性可变滤光片6，低通线性可变滤光片8，光学反射聚焦元件组9和线性可变滤光片控制系统10。线性可变滤光片控制系统10控制两个线性可变滤光片6，8在垂直于光束的方向水平移动，这样可以通过调整两个滤光片位置来控制单色光的选通的波长。光束焦点位于线性可变滤光片6，8处。图2为上述线性可变滤光片控制系统的结构示意图。如图2所示，线性可变滤光片控制系统10包括第一导轨13和第二导轨14，第一导轨上固定所述高通线性可变滤光片6，第二导轨上固定所述低通线性可变滤光片8；步进马达15、16，其分别与第一和第二导轨13,14连接；以及控制部17，其控制步进马达15,16使得第一导轨13和第二导轨14垂直于光路水平移动，从而使得高通和低通线性可变滤光片6，8移动至规定的位置。控制部17具有存储部18和马达驱动控制电路19。并且，控制部17可与计算机控制机终端20相连，通过计算机向线性可变滤光片控制系统的控制部17发送指令，从而控制马达来完成高通线性可变滤光片11和低通线性可变滤光片12的精确移动。下面说明通过该单色仪获得单色光的过程。首先，由输入光纤1中发出入射光，将入射光经过第一聚焦元件5聚焦到高通线性可变滤光片6上，比选定的波长短的波长的光经反射直接耦合输出到短波输出光纤4中，比选定的波长长的光束透射后经过第二聚焦元件7聚焦到低通线性可变滤光片8上，该长波长的光经反射直接耦合输出到长波输出光纤3中，选定的波长透射后经过光学反射聚焦元件组9反射聚焦后重新聚焦到低通线性可变滤光片8的同一线性滤光位置，再经过第二聚焦元件7聚焦到高通线性可变滤光片6上，透射后的单色光经聚焦耦合到输出光纤2上。图3为根据本技术的一个具体实施方式的单色仪的结构图。图3中的单色仪包括输入光纤21，窄带单色光输出光纤22，长波输出光纤23，短波输出光纤24，作为聚焦元件的光学消色差凸透镜25、26、27、29、30、31，高通线性可变滤光片32，低通线性可变滤光片33，光学直角反射镜28以及线性可变滤光片控制系统34。其中光学直角反射镜28和消色差凸透镜27作为光学反射聚焦元件组。下面结合图3说明获得窄带单色光的光路行进过程。首先，高通线性可变滤光片32和低通线性可变滤光片33已经被调整到对应于所需波长的单色光的位置。接着，如图2所示，输入光纤21的入射光有一个发散角，使入射光经过一个消色差的凸透镜25，并聚焦在一个高通的线性可变滤光片32上，光束中比选定波长短的波长的成分经高通线性可变滤光片32反射后由消色差凸透镜31聚焦耦合到短波输出光纤24中。接着，光束经过高通线性可变滤光片32之后又会发散，发散的光束又经过一个消色差本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全光纤输入输出接口的单色仪，其特征在于,包括：输入光纤，其输入入射光；高通线性可变滤光片，其反射入射光中的波长小于选定波长的短波光束；低通线性可变滤光片，其反射入射光中的波长大于选定波长的长波光束；第一光学聚焦元件，其位于光路中对入射光进行聚焦；第二光学聚焦元件，其位于光路中对通过所述高通或低通线性可变滤光片的光束进行聚焦；光学反射聚焦元件组，其对通过所述高通和低通线性可变滤光片的光束进行反射聚焦；线性可变滤光片控制系统，其控制所述高通和低通线性可变滤光片的移动，使得所述线性可变滤光片位于规定的位置以实现单色滤光；以及窄带单色光输出光纤，用于输出窄带单色光。

【技术特征摘要】
1.一种全光纤输入输出接口的单色仪，其特征在于,包括：
输入光纤，其输入入射光；
高通线性可变滤光片，其反射入射光中的波长小于选定波长的短波光束；
低通线性可变滤光片，其反射入射光中的波长大于选定波长的长波光束；
第一光学聚焦元件，其位于光路中对入射光进行聚焦；
第二光学聚焦元件，其位于光路中对通过所述高通或低通线性可变滤光片的光束进行聚
焦；
光学反射聚焦元件组，其对通过所述高通和低通线性可变滤光片的光束进行反射聚焦；
线性可变滤光片控制系统，其控制所述高通和低通线性可变滤光片的移动，使得所述线
性可变滤光片位于规定的位置以实现单色滤光；以及
窄带单色光输出光纤，用于输出窄带单色光。
2.根据权利要求1所述的全光纤输入输出接口的单色仪，其特征在于,还包括短波输出光纤，
其接收并输出所述高通线性可变滤光片反射的短波光束。
3.根据权利要求2所述的全光纤输入输出接口的单色仪，其特征在于,还包括长波输出光纤，
其接收并输出所述低通线性可变滤光片反射的长波光束。
4.根据权利要求3所述的全光纤输入输出接口的单色仪，其特征在于,还包括第三聚焦光学
元件，其对所述窄带单色光进行聚焦并耦合到所述窄...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾梦辉，李磊，杨太群，潘海峰，张三军，徐建华，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：实用新型
国别省市：