[发明专利]一种傅立叶变换光谱仪

说明书

本发明公开了一种傅立叶变换光谱仪，通过利用光学角锥具有一定接受角以及圆弧和准直线运动的特点，再利用电机和转动杆对其进行驱动运动，来实现光谱仪的扫描由单机数毫米到厘米数量级的扫描，且能够再此基础上，降低了结构的尺寸占用，使光谱仪能够保持小体积状态。

技术领域

本发明涉及光学器件领域，尤其是一种傅立叶变换光谱仪。

背景技术

现有的傅立叶变换光谱仪大多结构比较复杂，尤其是在实现迈克尔干涉的结构中，需要对一个壁中的反射镜进行距离控制，使其能够匀速的进行运动，构成扫描元件，以实现对干涉光强谱的扫描，进而获得频谱信息。一半采用的PZT控制，继电器控制等方法，其较难实现匀速长距离扫描，另外就是其精度由单级数毫米到厘米数量级的扫描调整难度大。

发明内容

针对现有技术的情况，本发明的目的在于提供一种结构简单、实施便利且调节简单的傅立叶变换光谱仪。

本专利采用微型马达用转动臂杆带动单个或一组折叠光路角锥，利用光线转动臂一段角锥近似直线运动特点作为傅立叶叶变换光谱仪扫描元件构成简易付立叶变换光谱仪。

为了实现上述的技术目的，本发明采用的技术方案为：

一种傅立叶变换光谱仪，其包括电机、转动杆、两对光学角锥、第一PD探测器、第一反射镜、第一半透半反膜片、第二PD探测器、第二反射镜、第二半透半反膜片和激光器，所述的第一半透半反膜片和第二半透半反膜片相对入射光45度放置，并且相互垂直设置，所述转动杆的一端设于第一半透半反膜片和第二半透半反膜片之间，转动杆的中心与电机的转轴连接并由电机驱动转动杆转动，所述的两对光学角锥分别固定在转动杆的两端且分别用于与第一半透半反膜片和第二半透半反膜片相对，实现对入射过来的光进行反射使其原路返回；

所述的第一PD探测器设于第一半透半反膜片远离连接杆的相对侧，所述的第一反射镜设于第一半透半反膜片另外两侧的其中一侧，第一半透半反膜片另外两侧的另一侧用于待测光的输入，当待测光射入第一半透半反膜片时，50%一半光透过第一半透半反膜片后，射入第一反射镜并被原路反射回来，在第一半透半反膜片处45度反射，另外50%一半光反射至其相对的光学角锥上，再由光学角锥反射回第一半透半反膜片且穿过第一半透半反膜片，使被第一半透半反膜片分成的两路待测信号光实现干涉射入第一PD探测器且探测干涉光的光强信号；

所述的第一PD探测器，第一半透半反膜片，和第一半透半反膜片相对的光学角锥，第一反射镜等构成第一迈克尔干涉结构，通过电机的旋转带动角锥运动，实现扫描功能，进而实现对待测光傅立叶光谱测量。

所述的第二PD探测器设于第二半透半反膜片远离连接杆的相对侧，所述的第二反射镜和激光器设于第二半透半反膜片另外相对两侧，当激光器射出的光进入第二半透半反膜片时，被第二半透半反膜片分成50%的两股，其中一股被第二半透半反膜片反射依序进入到和其相对的光学角锥中并由光学角锥将其反射回第二半透半反膜片并透射过第二半透半反膜片，被第二PD探测器接收，另一股穿过第二半透半反膜片后被第二反射镜反射回第二半透半反膜片，并由第二半透半反膜片反射至第二PD探测器中，两路光实现干涉并入射到第二PD探测器；

所述的第二PD探测器，第二半透半反膜片，和第二半透半反膜片对应的光学角锥，第二反射镜等构成第二迈克尔干涉结构，通过电机的旋转带动角锥运动，实现扫描功能。其中的激光器为单频或者双频激光器，由于单频或者双频迈克尔干涉结构的特点，可以通过对实时PD信号接收到的干涉信号进行分析进而得到对应的第二角锥的移动距离。而由于第一角锥与第二角锥在电机驱动杆端点处的同一位置，因此其移动的距离是相同的。因此单频或者双频的第二迈克尔干涉结构，用来标定角锥的移动距离，进而实现第一迈克尔干涉结构对待测光的傅立叶扫描测量分析。