[发明专利]水汽Raman激光雷达紫外高分辨率光栅光谱仪

权利要求书

1.一种水汽Raman激光雷达紫外高分辨率光栅光谱仪，其特征在于包括：小孔光阑（1）、平凹反射镜（2）、平面衍射光栅（3）和第一矩形反射镜（4）、第二矩形反射镜（5）、第三矩形反射镜（6）；所述小孔光阑（1）、平凹反射镜（2）、平面衍射光栅（3）和第一矩形反射镜（4）、第二矩形反射镜（5）、第三矩形反射镜（6）必须有相同的同心高；所述小孔光阑（1）限制了Raman水汽激光雷达回波信号光束的孔径；所述平凹反射镜（2）将从小孔光阑（1）入射进来的光信号反射到平面衍射光栅（3）上面，为了提高平面衍射光栅（3）的利用率，平凹反射镜（2）反射到平面衍射光栅（3）上的是一个发散光斑；所述平面衍射光栅（3）使从平凹反射镜（2）反射回来的含有多种波长(355nm、387.6nm和408.7nm)的复合光束发生色散，并根据入射光束波长不同以不同的角度反射出去；所述的第一矩形反射镜（4）、第二矩形反射镜（5）和第三矩形反射镜（6）分别接收由平面衍射光栅（3）反射回来的不同波长的光，分别将它们反射到出光口1、出光口2、出光口3。

2.根据权利要求1所述的水汽Raman激光雷达紫外高分辨率光栅光谱仪，其特征在于：所述小孔光阑（1）、平凹反射镜（2）、平面衍射光栅（3）和第一矩形反射镜（4）、第二矩形反射镜（5）、第三矩形反射镜（6）具有相同的同心高。

3.根据权利要求1所述的水汽Raman激光雷达紫外高分辨率光栅光谱仪，其特征在于：所述小孔光阑（1）限制了入射光束的孔径，使之与水汽Raman激光雷达紫外高分辨率光栅光谱仪的F数相匹配。

4.根据权利要求1所述的水汽Raman激光雷达紫外高分辨率光栅光谱仪，其特征在于：所述平凹反射镜，镜面镀膜，使镜面反射率大于98%，提高入射光束的利用率，使光束聚焦在小孔光阑与平凹反射镜之间，且其特性对温度、湿度、压力等环境变化不敏感；同时可以通过调节平凹反射镜的机械装置来精密调节平凹反射镜的角度和与小孔光阑的距离，以满足不同实际情况下测量的需要，角度调节误差小于0.1°。

5.根据权利要求1所述的水汽Raman激光雷达紫外高分辨率光栅光谱仪，其特征在于：所述平面衍射光栅每微米的光栅条数为5，衍射级数为1，反射的波长范围为200～420nm，光栅的分辨率为0.1nm，且其特性对温度、湿度、压力等环境变化不敏感。同时可以通过调节平面衍射光栅的机械装置精密来调节平面衍射光栅的角度与距平凹反射镜的距离，以满足不同实际情况下测量的需要，角度调节误差小于0.1°。

6.根据权利要求1所述的水汽Raman激光雷达紫外高分辨率光栅光谱仪，其特征在于：所述第一矩形反射镜（4）、第二矩形反射镜（5）和第三矩形反射镜（6）的镜面镀膜，镜面反射率大于98%，使出射光束在出光口处聚焦，同时可以通过调节矩形反射镜的机械装置来精密调节矩形镜的角度和距离平面衍射光栅的距离，以满足不同实际情况下测量的需要，且其特性对温度、湿度、压力等环境变化不敏感。其角度调节误差小于0.1°。

7.根据权利要求1所述的水汽Raman激光雷达紫外高分辨率光栅光谱仪，其特征在于：所述出光口1、出光口2和出光口3在一个平面上。

8.根据权利要求1所述的水汽Raman激光雷达紫外高分辨率光栅光谱仪，其特征在于：所述小孔光阑（1）、平凹反射镜（2）、平面衍射光栅（3）和第一矩形反射镜（4）、第二矩形反射镜（5）和第三矩形反射镜（6）封装在黑色的暗箱之中，使水汽Raman激光雷达紫外分辨率光栅光谱仪不受外界杂散光的干扰。