[实用新型]成像光栅摄谱仪

说明书

技术领域

本发明关于光谱信息检测技术，特别关于用于进行光谱信息检测的成像光栅摄谱仪。

背景技术

成像光栅光谱仪是一种利用光学光谱的色散原理而设计的光学仪器，用来检测光谱信息，现有的成像光栅光谱仪由准光物镜、平面光栅、暗箱物镜及传感装置组成。由狭缝发出的光束经过球面准直光物镜，变为平行光束射入平面光栅；平面光栅进入的单束“白光”色散为多束单色光，再经过暗箱物镜成像于焦平面上，这样，一个由“白光”照明的狭缝经过分光系统而变为若干个单色的狭缝像，传感装置放在焦平面处对各个检测点的光谱进行分析。

由于子午方向和弧矢方向的曲率相同，子午焦面与弧矢焦面是分离的，水平方向和垂直方向上都存在像差。现有的成像光栅光谱仪中，当传感装置放置在子午焦平面上时，垂直成像质量会因离轴距离而产生的焦平面分离产生瑕疵。如果传感装置放置在弧矢焦面上，水平像质将明显降低。

另外，为了在同一时间得到多个检测点的光谱信息，现有技术用多条光纤作为多个光学通道，但是现有的光谱仪器无法分辨出光纤来自哪个通道。

实用新型内容

本发明目的在于提供一种成像光栅摄谱仪，以矫正子午细光束和弧矢细光束会聚点之间像差。

为了实现上述目的，本发明提供一种成像光栅摄谱仪，所述的成像光栅摄谱仪包括：光学装置和传感装置，所述的光学装置与传感装置相耦合，其特征在于，所述的光学装置包括：平面反射镜、超环面准直反射镜、光栅和球面成像反射镜；其中，所述光学装置接收光纤传输的光线，所述的光线依次经过所述的平面反射镜、超环面准直反射镜、光栅及球面成像反射镜后，传送给所述的传感装置。

本实用新型实施例的有益效果：能够矫正子午细光束和弧矢细光束会聚点之间像差。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型成像光栅摄谱仪测量光谱信息的结构示意图；

图2为本实用新型光学装置101的结构示意图；

图3为本实用新型成像光栅摄谱仪的结构示意图；

图4为本实用新型超环面准直反射镜的结构示意图；

图5为本实用新型成像光栅摄谱仪的光路示意图；

图6为本实用新型成像光栅摄谱仪获取光谱信息的流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型成像光栅摄谱仪测量光谱信息的结构示意图。如图1所示，所述的成像光栅摄谱仪包括：光学装置101和传感装置102，所述的光学装置101与传感装置102相耦合。

如图2所示，结合图1，所述的光学装置101包括：平面反射镜202、超环面(Toroidal)准直反射镜203、光栅204和球面成像反射镜205；其中，所述光学装置101接收通过狭缝201光纤传输的光线，所述的光线依次经过所述的平面反射镜202、超环面准直反射镜203、光栅204及球面成像反射镜205后，传送给所述的传感装置102，传感装置102将接收的模拟信号转换为数字信号，并将数字信号发送到数据处理计算机103进行数据处理，得到每条光纤的光谱信息。

图3为使用新型实施例超环面准直反射镜的结构示意图；如图3所示，所述的平面反射镜102，接收光纤传输的光线并产生反射光线；所述的超环面准直反射镜103，接收所述的反射光线并产生平行光；所述的光栅104，接收所述的平行光，色散成单色光；所述的球面成像反射镜105，接收所述的单色光，并成像在所述球面成像反射镜的焦平面上。传感装置102中具有A/D转换装置301，用于将接收到的模拟信号转换为数字信号，输出给数据处理计算机103。

本实用新型用超环面准直反射镜203代替现有技术中的球面准直光物镜，球面准直光物镜子午方向和弧矢方向上的曲率半径相同，而超环面准直反射镜子午方向和弧矢方向上的曲率半径不同。如图4所示，超环面准直反射镜子午方向为弧AD的方向，弧矢方向为弧BC的方向。弧AD方向及弧BC方向的曲率半径不相同。子午方向和弧矢方向上的曲率半径不同超环面准直反射镜可以消除子午方向和弧失方向的像差。