[发明专利]一种高分辨紫外多波长光栅光谱仪装置

权利要求书

1.一种高分辨紫外多波长光栅光谱仪装置，其特征在于：包括：小孔光阑(1)、高反射准直镜(2)、高分辨率平面反射光栅(3)、三组高反射平凹镜、四组光电光电倍增管；所述小孔光阑(1)、高反射准直镜(2)、高分辨率平面反射光栅(3)、三组组高反射平凹镜、四组光电倍增管具有相同的中心高，依次搭载在一块光学平板上面，并由密闭的黑色箱体(11)密封，避免白天散射光对光栅光谱仪的光干扰；所述小孔光阑(1)用于限制激光雷达的视场角，在满足激光雷达视场角大于激光雷达发射单元发散角的条件的同时，尽量减少小孔光阑直径以减小天空背景光；所述高反射准直镜(2)为一块高反射平凹镜，采用了JGS1(即熔融石英)材料，具有优良的透紫外性能，为了提高高反射准直镜的反射率，镀高反射介质膜增加反射率，对紫外波段的光信号具有98％以上的反射率；所述高反射准直镜(2)将F数为10的光束准直后使多波长光束恰好完全覆盖高分辨率平面反射光栅，充分利用高分辨率平面反射光栅面元，提高光栅光谱仪的接收效率；所述高分辨率平面反射光栅(3)为该装置的核心部件，由于不同波长光的衍射角度不同，可以将266nm、289nm、299nm、316nm四波长回波信号分离到不同的角度位置，所述三组高反射平凹镜和四组光电倍增管分别放置于266nm、289nm、299nm、316nm四波长回波信号的光学路径上，并通过调整三组高反射平凹镜角度，将266nm、289nm、299nm、316nm四波长回波信号精确会聚于四组光电倍增管内；所述三组高反射平凹镜均采用了JGS1材料，镀高反射介质膜增加反射率，对紫外波段的光信号具有98％以上的反射率；所述四组光电倍增管均采用了滨松公司生产的R7400-09型光电倍增管，有效接收口径为8mm，响应时间短，在200nm～300nm紫外波段量子效率高。

2.根据权利要求1所述的一种高分辨紫外多波长光栅光谱仪装置，其特征在于：所述三组高反射平凹镜组由一块反射266nm波长光信号的直径为38mm第一圆形平凹镜(4)、一块同时反射289nm、299nm波长光信号的长为76mm，宽为38mm的矩形平凹镜(5)、一块反射316nm光信号的直径为38mm第二圆形平凹镜(6)组成。

3.根据权利要求1所述的一种高分辨紫外多波长光栅光谱仪装置，其特征在于：采用4320lines/mm的高分辨率平面反射光栅(3)，四波长光栅光谱仪光谱分辨率为0.5nm，光学效率达到了40％以上；该装置采用了一块高分辨率的平面反射光栅而具有高光谱分辨率，选择性好，特别适合多波长、多通道光信号检测；该装置带外抑制比大大增强，抗杂散光光干扰能力强。

4.根据权利要求1所述的一种高分辨紫外多波长光栅光谱仪装置，其特征在于：F数需要配合激光雷达接收望远镜F数使用，使得多波长光栅光谱仪的F数等于激光雷达接收望远镜的F数。

5.根据权利要求1所述的一种高分辨紫外多波长光栅光谱仪装置，其特征在于：焦距为600mm，可根据情况进行改变，其焦平面位于四组光电倍增管处，因此可将四波长回波信号会聚于四组光电倍增管内。

6.根据权利要求1所述的一种高分辨紫外多波长光栅光谱仪装置，其特征在于：入射光线和衍射角位于同一侧，有效减小了该装置的体积。

7.根据权利要求1所述的一种高分辨紫外多波长光栅光谱仪装置，其特征在于：对温度、湿度、压力等环境变化反应不敏感，长期稳定性大大提高。