[实用新型]一种超低杂散光光栅光谱仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光栅光谱仪测量装置，尤其是一种超低杂散光光栅光谱仪。

背景技术

如图1所示，传统的光栅光谱仪包括入射狭缝1、准直镜3、光栅5、会聚镜7、CCD探测器9。其原理如下：光束通过所述入射狭缝1到达准直镜3经过一次反射变成平行光；平行光再进入所述光栅5进行色散后到达会聚镜7，再经所述会聚镜二次反射形成细小的会聚的色散线状光束，被所述CCD探测器9接收。

但是实际情况是，光束进入入射狭缝1后不可能与准直镜3、光栅5、会聚镜7完全匹配。当光束经过这些光学元件后，总有一部分光会照射到这些光学元件外，成为杂散光。这些杂散光会在光栅光谱仪内经过多次反射或散射，到达CCD探测器上，形成背景噪声，大大影响到测量的精确度。

现有市场上造价低的光栅光谱仪的杂散光非常多，导致测量准确度不高；精确度高的光栅光谱仪价格昂贵、体积较大且维护难，限制了其大规模的使用。因此，一种尺寸小、分辨率相对较高且价格低廉的光栅光谱仪非常具有市场价值。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的缺点，本实用新型解决的技术问题为提供一种超低杂散光光栅光谱仪，可以大幅度提高测量精确度且体积小、价格低廉。

为此，本实用新型所设计的一种超低杂散光光栅光谱仪，包括入射狭缝、准直镜座、光栅座、会聚镜座和CCD探测器，所述准直镜座和会聚镜座均具有迎光面，光束通过所述入射狭缝到达所述准直镜经过一次反射变成平行光再进入所述光栅进行色散后到达所述会聚镜，再经所述会聚镜二次反射形成细小的会聚的色散线状光束被所述CCD探测器接收，其中，所述准直镜座和会聚镜座的迎光面设置为斜面，在所述CCD探测器的前端入口处还安装有立体光阑，所述立体光阑具有大、小两个端口，其中，所述立体光阑的小端口作为被会聚光束的入射口，大端口连接所述CCD探测器的前端入口。

优选地，所述立体光阑呈扁口喇叭状，所述立体光阑的小端口的开口尺寸与被会聚光束的截面尺寸大小一致，所述立体光阑的大端口的开口尺寸与CCD探测器的前端入口的尺寸相一致，所述立体光阑的其他面密封设置。

优选地，在所述光栅光谱仪内部的不影响信号光的部位还填充有多孔隙材料。

优选地，所述准直镜座和会聚镜座的迎光面的表面为平面或圆锥曲面。

优选地，所述孔隙的尺度为毫米级及以下。

优选地，所述多孔隙材料的材质为黑色非金属材质。

本实用新型所提供的一种超低杂散光光栅光谱仪可以有效抑制杂散光的反射或散射，使得在CCD探测器上的背景噪声最小化。当光束到达所述准直镜座和会聚镜座的迎光面时，由于迎光面是斜向设置使得杂散光到达时会向其他方向进行反射或散射；二次反射形成的光线到达立体光阑的小端口时，由于其开口尺寸与被会聚光束的截面尺寸大小一致，使得只有被会聚光束可以充满立体光阑的入射口，杂散光不能进入立体光阑，从而使得所述CCD探测器接收的杂散光几乎为零。这种超低杂散光光栅光谱仪结构简单，设计精巧，杂散光超低的特点，具有良好的应用价值。

附图说明

图1为传统光栅光谱仪内部结构的俯视图；

图2为本实用新型实施例中超低杂散光光栅光谱仪内部结构示意图；

其中，图2中的各附图标记说明如下：

1-入射狭缝；2-准直镜座；3-准直镜；4-光栅座；5-光栅；6-会聚镜座；7–会聚镜；8-立体光阑；9-CCD探测器；10-多孔隙材料；11-信号光；12-杂散光

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

如图2所示，本实用新型实施例所提供的一种超低杂散光光栅光谱仪，包括入射狭缝1、准直镜座2、准直镜3、光栅座4、光栅5、会聚镜座6、会聚镜7、CCD探测器9，所述准直镜座2和会聚镜座6上分别安装有准直镜3和会聚镜7，所述准直镜3和会聚镜7均具有迎光面，光束通过所述入射狭缝1到达所述准直镜3经过一次反射变成平行光再进入所述光栅5色散后到达所述会聚镜7，再经会聚镜二次反射形成细小的会聚的色散线状光束被所述CCD探测器9接收。