[发明专利]Chernin型多光程气体吸收腔的四物镜组定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及紫外可见光谱定量分析技术领域，特别涉及一种Chernin型多光程气体吸收腔的四物镜组定位方法。

背景技术

多光程气体吸收腔是基于光学吸收原理气体定量分析仪器的重要部件。基于朗伯比尔吸收定律，在给定的光源强度和探测系统噪声等效光功率和量子效率时，增加气体的吸收光程，可使仪器对气体定量分析的检出限达到ppbv量级，提高探测灵敏度。这对大气环境监测具有十分重要的意义。

常规使用Chernin型四物镜多光程折叠腔，四物镜组均采用传统的球面反射镜(球面顶点在圆形光阑正中心)，为实现所设计的吸收光程，必须将四个物镜分别进行俯仰和偏摆的角度调节，实际调节起来非常困难，考虑到振动，要满足所有镜子同时达到所设计的绝对位置值，实现难度大，稳定性无法长期满足，而且当失调的时候，无法判断是哪个镜子位置失调。

发明内容

有鉴于此，本发明的发明目的是：在保证相同优良输出像质的同时，提高装调效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明提供了一种Chernin型多光程气体吸收腔的四物镜组定位方法，该方法包括：

对母球面反射镜进行切割，形成四物镜组的四个子球面反射镜；

根据各子球面反射镜目标曲率中心坐标之间具有相对共轭的位置关系，确定各子球面反射镜的目标曲率中心坐标；

将每个子球面反射镜平移至各自对应的目标曲率中心坐标点。

由上述的技术方案可见，本发明将母球面反射镜进行了切割后平移，使得每个子球面反射镜的曲率中心在所设计的共轭位置上，从而将传统四物镜Chernin型多通气体吸收腔四个物镜从分别的俯仰和偏摆调节转换为横向和纵向的位移调节，提高装调效率。

附图说明

图1为基于Chernin型多光程气体吸收腔的测试系统组成框图。

图2为Chernin型多光程气体吸收腔的两端分别相对设置有四物镜组和凸型场镜组的示意图。

图3为本发明提出的一种Chernin型多光程气体吸收腔的四物镜组定位方法的流程示意图。

图4为本发明四物镜组切割时，以及定位后的坐标参数示意图。

图5为本发明在凸型场镜组上形成m行×n列的矩阵型光斑分布示意图。

图6a为第一子周期的反射示意图。

图6b为第二子周期的反射示意图。

图7为凸型场镜组的尺寸参数示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

图1为基于Chernin型多光程气体吸收腔的测试系统组成框图。包括耦合输入单元101，Chernin型多光程气体吸收腔102，耦合输出单元103，光谱探测单元104。耦合输入单元101包括集光器、多模光纤、准直器等，耦合输出单元103包括耦合透镜，光谱探测单元104包括光谱仪。

Chernin型多光程气体吸收腔102的两端分别相对设置有四物镜组11和凸型场镜组12，如图2所示。

本发明中四物镜组11是通过一个母球面反射镜切割得到的四个子球面反射镜M1、M2、M3和M4，并且将这四个子球面反射镜进行二维调节，达到所设计的光程。凸型场镜组12包括两个矩形凹面反射镜，分别为第一凹面反射镜F1和第二凹面反射镜F2，F1和F2保持球面顶点坐标垂直分布，并胶合在一起。

凸型场镜组12一侧对称设置有光源入射窗口和出射窗口，光源从入射窗口进入吸收腔体，经过凸型场镜组和定位后的四物镜组之间的多次反射，从出射窗口出射。