[发明专利]一种四胞胎物镜的Chernin型多光程气体吸收腔

说明书

本发明公开了一种四胞胎物镜的Chernin型多光程气体吸收腔，所述四胞胎物镜的Chernin型多光程气体吸收腔的两端分别相对设置有物镜和凸型场镜组，所述凸型场镜组包括球面顶点坐标垂直分布的第一凹面反射镜和第二凹面反射镜，所述物镜包括四个球面反射镜区域，每个区域表面的曲率半径相同为基本光程R；在XY轴方向，曲率中心坐标之间具有相对共轭的位置关系。采用本发明能够对非相干宽带光源在一定小体积范围内，提供较长光学吸收长度，并保证输出光优良像质，有利于高灵敏度、低检出限的仪器探测需求，同时在光机系统上，减少了可调元件数量，提高装调效率，降低维护成本。

技术领域

本发明涉及紫外可见光谱定量分析技术领域，特别涉及一种四胞胎物镜的Chernin型多光程气体吸收腔。

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到预设的共轭位置，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空间绝对共轭位置值，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，减少可调光学元件数量，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：

本发明提供了一种四胞胎物镜的Chernin型多光程气体吸收腔，所述Chernin型多光程气体吸收腔的两端分别相对设置有物镜和凸型场镜组，所述凸型场镜组包括球面顶点坐标垂直分布的第一凹面反射镜和第二凹面反射镜，所述物镜包括四个球面反射镜区域，每个区域表面的曲率半径相同为基本光程R；在XY轴方向，曲率中心坐标之间具有相对共轭的位置关系。

由上述的技术方案可见，采用本发明中物镜的面型设计：包括四个球面反射镜区域，每个区域表面的曲率半径相同为基本光程R；在XY轴方向，曲率中心坐标之间具有相对共轭的位置关系。从而只需要调节一个物镜的位置和倾斜实现光路的多次反射的目的，与现有技术相比，传统四物镜Chernin型多通气体吸收腔四个物镜需要分别进行俯仰和偏摆调节。由此可以看出，本发明Chernin型多光程气体吸收腔中的物镜设计，提高了装调效率和系统的稳定性，减少人工维护成本，有利于现场在线监测的环境使用。

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物镜和凸型场镜组的示意图。

图3为本发明四胞胎物镜尺寸和区域划分示意图(正视反射面方向)。

图4为本发明凸型场镜组尺寸示意图(正视反射面方向)。

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为凸型场镜组上形成5行×7列，行间距15mm，列间距15mm光斑出现顺序示意图。

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。