[实用新型]低杂散光双单色器光学系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于分光光度计或类似光学仪器的双单色器光学系统。

背景技术

用于分光光度计或类似光学仪器中的单色器光学系统从结构上可以分为两类：单单色器光学系统和由两个单单色器光学系统串连而成的双单色器光学系统。为实现较低杂散光的目的，大多数分光光度计均采用双单色器光学系统，这种双单色器光学系统包括色散相加或色散相减两种形式。

如图1所示，目前较常用的双单色器光学系统，包括两块光栅、三个狭缝和若干块反射镜。两块光栅分别为第一光栅11、第二光栅12，第一光栅11和第二光栅12对称(或平行)地安装在两个旋转机构(图中未示出)上，使用过程中需要同时同步转动；三个狭缝分别为入射狭缝S1、中间狭缝S2和出射狭缝S3；若干块反射镜包括第一反射镜13、第一准直物镜14、第一成像物镜15、第二准直物镜16、第二成像物镜17、第二反射镜18。其中由第一光栅11、入射狭缝S1、第一反射镜13、第一准直物镜14、第一成像物镜15和中间狭缝S2构成第一单色器；由第二光栅12、中间狭缝S2、第二准直物镜16、第二成像物镜17、第二反射镜18和出射狭缝S3构成第二单色器。两个单色器对称布置，并共用一个中间狭缝S2。

通过入射狭缝S1的入射光束经第一反射镜13反射至第一准直物镜14上，再由第一准直物镜14反射至第一光栅11上，光束经第一光栅11衍射后形成的衍射光束即为光谱，该光谱经第一成像物镜15反射到中间狭缝S2附近；启动第一光栅11的旋转驱动装置使其转过某一角度，停止在某一特定位置，在该位置只有预定波长的单色光能通过中间狭缝S2，而其他波长的单色光被挡住；通过中间狭缝S2的单色光由第二准直物镜16反射至第二光栅12再次衍射，再次衍射后的光谱由第二成像物镜17反射至第二反射镜18，由第二反射镜18反射后的光束中最纯净的部分由出射狭缝S3输出。

上述双单色器能够实现较低的杂散光，获得较高的光学分辨率，但是，由于光学系统中设置了多块反射镜，机械结构较大，从而导致使用该种光学系统的仪器整体体积庞大。

如图2所示，目前另一种较常用的自准直双单色器光学系统，包括布置在同一平面上的入射狭缝S1、中间狭缝S2和出射狭缝S3，以及第一光栅21、第二光栅22、第一反射镜23、第一准直物镜24、第二准直物镜25和第二反射镜26。入射光束经第一反射镜23反射后由入射狭缝S1入射到第一准直物镜24上，经其准直后反射到第一光栅21，发束在第一光栅21上衍射后的光束再次由第一准直物镜24准直并反射后，所需要的单色光经中间狭缝S2入射到第二准直物镜25，经第二准直物镜25准直后反射到第二光栅22上再次衍射，再次衍射后的光束经第二准直物镜25准直并反射，所需要的单色光由出射狭缝S3输出，再由第二反射镜26反射出去。

该种自准直双单色器能够实现较高分辨率，并且由于只包括少量的反射镜，所以机械结构相对较小，采用该自准直双单色器的仪器体积大幅度减少。但众所周知，这种自准直双单色器光学系统的杂散光指标比较差，而且该杂散光指标的提升有限。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种在确保分辨率且体积小的低杂散光双单色器光学系统。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型所述的低杂散光双单色器光学系统，包括串接在一起的第一单单色器光学系统和第二单单色器光学系统，其中所述第一单单色器光学系统和/或第二单单色器光学系统中的光路形成交叉光路。

所述第一单单色器光学系统包括入射狭缝、第一准直物镜、第一光栅、第一成像物镜和中间狭缝，所述第二单单色器光学系统包括所述中间狭缝、第二准直物镜、第二光栅、第二成像物镜和出射狭缝；所述第一单单色器光学系统和所述第二单单色器光学系统共用所述中间狭缝，入射光束通过所述入射狭缝射入所述第一准直物镜，经其准直后形成的平行光入射到所述第一光栅进行衍射而形成一次衍射光束，该一次衍射光束中所需要的单色光经所述第一成像物镜聚焦后，通过所述中间狭缝入射到所述第二准直物镜，经所述第二准直物镜准直后形成的平行光入射到所述第二光栅上，在该第二光栅再次进行衍射而形成二次衍射光束，该二次衍射光束经所述第二成像物镜聚焦后，由所述出射狭缝输出；所述入射光束从所述入射狭缝到所述中间狭缝之间的光路形成所述交叉光路。

所述第一单单色器光学系统还包括一块用于改变从所述第一成像物镜射出的光束方向的第一反射镜，由所述第一反射镜反射出的光束通过所述中间狭缝进入所述第二单单色器光学系统。