[发明专利]一种窄带滤波成像光谱仪

说明书

本发明涉及一种窄带滤波成像光谱仪，滤波成像光谱仪包括装置底板，装置底板上设有装置外罩，所述滤波成像光谱仪还包括滤波片组件、分光元件和掩膜板组件；所述滤波片组件、分光元件和掩膜板组件均安装在装置底板上，掩膜板组件上设有掩膜板和调节组件，掩膜板安装在调节组件上，掩膜板的表面部分区域镀膜。本发明中掩膜板上的狭缝可设置为直线型或者弯曲型，且狭缝可以设置为多个，以实现多通道的滤波效果；本发明设有多处调节机构，便于将各个部件调整至合适位置，提升了光谱仪的调校效率，保证光谱仪的滤波精度；本发明利用遮光胶带、其它遮光器材以及装置外罩，将光路完全置于黑暗环境中，避免外部干扰光进入影响滤波效果。

技术领域

本发明属于光学滤波设备技术领域，特别涉及一种窄带滤波成像光谱仪。

背景技术

光谱仪的窄带滤波是指针对特定宽度的光谱信号进行滤除，使其无法通过光谱仪器。在可见光及短波红外波段，滤波通常使用滤波片来实现，常见的滤波片对光的截止波段范围比较大。比如常见的有色玻璃滤光片，为仅让特定颜色的光透过，其余波段的可见光被截止，现有的窄带通滤波片其带宽范围为4-20nm，无法实现极窄宽度的滤波。

针对一些特殊的需求，需要进行极窄带宽内的光谱滤波，如托卡马克装置中的中性束Dα可见光谱(656.1nm)，主要测量直接电荷复合交换(DCX)和光晕(halo)等过程导致的Dα谱线展宽，从而直接获得当地等离子体的离子温度。由于被探测的等离子体在656.1nm存在明显的发射谱线，该谱线强度很高，进入探测系统后会影响其动态范围，干扰临近波长微弱信号的探测。须在光谱仪成像面上设置空间滤膜对656.1±0.1nm的干扰光进行滤除，而传统的窄带滤波片无法实现该量级的光谱滤波。

综上所述，现有的光谱仪器无法实现仅滤除一个小波段范围的光谱(比如±0.1nm)，且不影响其他波长的光透过。本发明基于一种光谱成像的方式，利用二次成像直接对光谱信号进行滤除，可以实现极窄带波长的滤波，同时不影响谱仪的其它性能。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种窄带滤波成像光谱仪，滤波成像光谱仪包括装置底板，装置底板上设有可拆卸的装置外罩，所述滤波成像光谱仪还包括滤波片组件、分光元件和掩膜板组件；

所述滤波片组件、分光元件和掩膜板组件均安装在装置底板上，掩膜板组件上设有掩膜板和调节组件，掩膜板安装在调节组件上，调节组件用于在五个维度上调节掩膜板的空间位置，掩膜板的表面部分区域镀膜。

优选的，所述调节组件包括Z轴调整顶丝、X轴调整顶丝、Y轴调整顶丝和Y轴调整螺栓，X轴调整顶丝设置在调节组件的两侧，Z轴调整顶丝位于调节组件的上下两端端部，Y轴调整顶丝和Y轴调整螺栓设置在调节组件的端面上，X轴调整顶丝设置为两个，Z轴调整顶丝设置为三个，Y轴调整螺栓设置为三个，Y轴调整顶丝设置为两个。

优选的，所述滤波成像光谱仪还包括狭缝组件、第一镜组、滤波片组件、分光元件、第二镜组、掩膜板组件、第三镜组、第四镜组和探测组件，第一镜组位于狭缝组件的一侧，滤波片组件位于第一镜组的一侧，分光元件位于滤波片组件的一侧，第二镜组位于分光元件的一侧，第二镜组设置在经分光元件分光后的光路上，掩膜板组件位于第二镜组的一侧，第三镜组位于掩膜板组件的一侧，第四镜组位于第三镜组的一侧，探测组件位于第四镜组的一侧。

优选的，所述滤波成像光谱仪还包括位移台，位移台安装在装置底板上，位移台包括位移台座，位移台座上对称设有滑轨，滑轨上设有入射光纤组件，入射光纤组件与滑轨滑动配合，入射光纤组件位于装置外罩一端面的一侧，装置底板上还设有探测组件，探测组件位于装置外罩另一端面的一侧，位移台座上还设有电动伸缩杆，电动伸缩杆的伸缩端与入射光纤组件连接。