[实用新型]NO2测污激光雷达光纤－光栅分光光路装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光学装置，尤其涉及NO₂测污激光雷达光纤-光栅分光光路装置。

背景技术

作为一种光子能量和波长选择装置，单色仪在光谱分析和测量领域有着及其广泛的应用，是拉曼和荧光光谱、光吸收和光反射光谱，以及调制光谱等众多光谱分析仪器的核心光学器件。其中，在近紫外至近红外区，应用最广泛的是光栅型单色仪。光栅型单色仪应用的是光栅的衍射效应，不同波长的光经光栅反射或透射后，光子便会按照能量或波长在空间有规律的排列，其关系式为：

dsinθ_m＝mλ

式中d和θ_m分别是光栅常数和第m级的波长为λ的光在空间的分布角。若取m为某一数值，即可在不同θ_m角位置上得到此衍射级次的光子。在传统的光栅单色仪的设计中，均固定光子的入射和出射狭缝位置不变，而让光栅转动从而对波长进行扫描，就可从出射狭缝获得所需要的准单色光。此种光栅单色仪存在以下三个问题：1.当单色仪工作在较宽的波段工作时，通常需要采用多块光栅进行分光，提高了仪器的复杂性和成本；2.光栅的较长波长的低级次衍射光和较短波长的高级次衍射光可能会有同样衍射角，需要加滤光片；3.随着时间的变长，单色仪的输出波长会产生漂移。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种简单便捷的光纤对称式单光栅单色仪光路装置。

解决上述问题采用的技术方案是：NO₂测污激光雷达光纤-光栅分光光路装置，包括一根入射光纤、两根出射光纤、一个准直透镜和一个分光光栅，其特征在于所述的入射光纤的输出端面和出射光纤的输入端面固定在准直透镜的焦平面上，并且两根出射光纤的输出端面落在一条出射纵垂线上，所述的出射纵垂线与入射光纤对应的入射纵垂线沿焦平面的纵轴线对称分布；所述的分光光栅为反射式闪耀光栅，设置在所述准直透镜的另一侧，且满足2dsinθ＝mλ，式中：θ为闪耀角，d为光栅常数，λ为光的波长。

本实用新型的分光光路装置，入射光纤将光送入分光系统，将所需的波长的光(例如354.71nm和360.00nm)分离出来后再次耦合出射光纤输出。因此本实用新型相对于现有技术的具有以下有益效果：

1)采用特定波长的闪耀光栅针对特定波长的光分光，较之普通单色仪节省了光栅的数量，较之干涉滤光片有更高的波长分辨率、信噪比高和稳定性好等优点，简化了系统结构，降低系统成本；

2)光路中入射光纤和出射光纤的相对位置采用光纤对称式光栅光路结构，用以提高光栅的衍射效率；

3)分光系统中采用光栅分光一体化结构，单色仪各组成部分位置相对固定，减少了波长漂移的影响。

根据本实用新型，所述的入射光纤和出射光纤均采用紫外光纤，减少其对两波长激光能量的损耗。分光光栅平面与透镜平面的夹角也为θ，即采用一级闪耀。

附图说明

图1是本实用新型光纤-光栅分光光路装置的结构示意图。

图2是入射光纤和两根出射光纤对称分布在焦平面上的示意图。

图3是本实用新型的光路结构示意图。

具体实施方式

图1所示，本发明的光纤对称式单光栅单色仪光路装置图，包括

1.入射光纤；2.出射光纤；3.出射光纤；4.透镜焦平面；5.准直透镜；6.反射式闪耀光栅；7.入射纵垂线；8.焦平面纵轴线；9.出射纵垂线；f.焦距。

参见图1、图2，本实用新型的NO₂测污激光雷达光纤-光栅分光光路装置，包括一根入射光纤1、两根出射光纤2和3、一个准直透镜5和一个分光光栅6，所述的入射光纤1的输出端面和出射光纤2、3的输入端面固定在准直透镜5的焦平面4上，并且两根出射光纤2、3的输出端面落在一条出射纵垂线9上，所述的出射纵垂线9与入射光纤1对应的入射纵垂线7沿焦平面的纵轴线8对称分布；所述的分光光栅6为反射式闪耀光栅，设置在所述准直透镜5的另一侧，且满足2dsinθ＝mλ，式中：θ为闪耀角，d为光栅常数，λ为光的波长。所述的入射光纤1和出射光纤2、3均采用紫外光纤。分光光栅平面与透镜平面的夹角也为θ。