[实用新型]一种椭圆反射收集镜的五维调整机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种收集光镜的调整机构，尤其涉及一种适用于拉曼光谱仪的椭圆反射收集镜的五维调整机构。

背景技术

拉曼光谱是一项重要的现代光谱技术，它广泛应用于化学、物理、生物和材料科学等领域，是鉴定物质分子结构的有力工具。拉曼光谱仪一般由激光器发光源、光路系统、分光系统、信号采集系统和数据处理系统四大部分组成。其中，光路系统包括激发光光路和拉曼光收集光路，拉曼光收集光路对于拉曼光的收集效率，对拉曼光谱仪的性能至关重要。传统的收集光镜多采用透射镜，有时也采用圆球面镜，如在传统的拉曼光谱仪上，多采用透射镜收集散射光，收集光效率最大不超过10％，而采用椭圆反射收集光镜与相同F#数的透射收集光镜相比，收集光效率可提高3-5倍，例如发明专利申请98113709.1所公开的椭圆反射收集光镜。

椭圆反射收集光镜，其是在椭圆球轴上截取球面的一部分做成反射面镜，将椭圆长轴上的两个焦点F1和F2分别做为样品激发光源P1和收集光聚焦点P2；以靠近椭圆球面镜小中径截面外的焦点为激发光源，以远离椭圆球面镜截面的焦点F2为收集光聚焦点。图1所示分别为水平与垂直两种光路结构：水平方式时，椭圆镜水平放置与激发光源P1与收集光聚焦点P2在同一水平面，而激发光由一直角三棱镜，通过全反射照射至P1以激发样品；垂直放置时椭圆镜垂直放置，而通过一平面反射镜将光路进行转折，使收集光点P2在水平位置。

椭圆镜的参数确定后，P1、P2处于椭圆镜的轴线上，且其空间相对位置固定，所以在实际应用中对于光路调节必须满足确定的位置关系，才能得到最佳的光收集效率。对于拉曼光谱仪通常P2处为光谱仪的入口狭缝，其位置相对固定无法调节。为了使P2与光谱仪的入射狭缝重合，就必须使椭圆镜的位置能够进行调节。由于椭圆镜具有轴对称结构所以不需要轴向的旋转，这样为能满足椭圆镜的位置调节功能就需要五维调整：上下、左右、前后、俯仰和偏摆。

现有的椭圆反射收集镜的五维调整机构分别由二维平移台、俯仰偏摆台和升降台组合以实现五维调节。但是，该组合系统体积庞大。并且，目前常用的椭圆反射镜尺寸较大且多是由金属加工成形的，重量较大，组合的调整机构稳定性不好。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种用于拉曼光谱仪的五维调整机构，能够实现对椭圆反射收集镜的五维调整，并且体积小、重量轻、稳定性好。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种椭圆反射收集镜的五维调整机构。该五维调整机构包括：X轴传动装置、Y轴传动装置、升降传动装置、X轴方向摆动调整螺杆(或称X轴方向摆动调整装置)、Y轴方向摆动调整螺杆(或称Y轴方向摆动调整装置)、摆动板和固定装置；其中：

所述固定装置能够将该五维调整机构固定到拉曼光谱仪上；

所述X轴传动装置包括X轴方向平移板和X轴方向传动螺杆；所述X轴方向平移板的中心设有第一通孔，具有椭圆反射收集镜的椭球镜结构能设于所述第一通孔内；所述X轴方向平移板设有位于对角位置的至少两个第一螺纹孔；所述X轴方向平移板与所述Y轴方向平移板通过第一直线导轨连接；所述X轴方向传动螺杆分别与所述X轴方向平移板、所述Y轴方向平移板连接，并能够带动所述X轴方向平移板沿所述第一直线导轨相对所述Y轴方向平移板水平运动；

所述Y轴传动装置包括Y轴方向平移板和Y轴方向传动螺杆；所述Y轴方向平移板的中心设有第二通孔，所述摆动板位于所述第二通孔内，所述Y轴方向平移板与所述固定装置通过第二直线导轨连接；所述Y轴方向传动螺杆分别与所述Y轴方向平移板、所述固定装置连接，并能够带动所述Y轴方向平移板沿所述第二直线导轨相对所述固定装置水平运动；所述X轴方向传动螺杆与所述Y轴方向传动螺杆成90°角，即二者相互垂直；

所述摆动板与所述X轴方向平移板连接；所述摆动板与所述X轴方向平移板之间设有作为所述摆动板的摆动支点的钢珠，并且所述摆动板与所述X轴方向平移板通过4个拉簧连接；所述X轴方向摆动调整螺杆和所述Y轴方向摆动调整螺杆呈对角分布(即二者的位置分别位于X轴方向平移板的一对对角位置，相互成180°)，分别垂直穿过所述X轴方向平移板中的所述第一螺纹孔，并与所述摆动板接触；

所述升降传动装置包括至少两个升降传动螺杆和四个导向柱，所述升降传动螺杆两端设有旋向相反的细牙螺纹，其中一端与所述摆动板连接，另一端与所述椭球镜结构连接；通过旋转所述升降传动螺杆能带动椭球镜结构相对所述摆动板上下运动。