[发明专利]测量光纤光谱透射率的装置

说明书

本发明涉及测量光纤光谱透射率的装置。测量光纤透射率的装置，不论专用于该测定目的，或者作为标准化分光光度计的辅助装置，迄今均未有市场供应。因此，用户要么专门制造一台装置，要么自行设计一台。甚至一种测量光纤透射率的标准方法至今还未有。由个别用户为测量光纤透射率所设计和使用的装置其结构基本上如图3或图4所示。

通常，一种给定材料的透射率是测量入射单色检测光束通过设置在其光路中的样品的光的量值，然后再将样品拿走以得到所谓100%透射率而最终予以确定的。按照图3所示的以往的方法，其孔径小于被测光纤样品3的线束直径的遮光板M，设置在来自分光光度计的出射光束的光路中，设有光接收窗的积分球2设置在离开遮光板M的某一距离上，使得来自分光光度计的出射光束可被引入其中。为了测量100%透射率，遮光板M与积分球2之间的空间如图3A所示留空。为了测定光纤样品3的透射率，如图3B所示，将样品3的光接收端紧贴于遮光板M的窗孔，并将它的光出射端紧贴于积分球2的光接收窗。因此，遮光板M与积分球2之间的距离应足够大，以便可在其间设置样品3。

按照图4所示的方法，来自分光光度计的整个出射光束，如图4A所示直接入射到积分球2，以测量100%透射率。为了测量光纤样品3的透射率，将来自分光光度计的该出射光束通过采用透镜L或类似部件，会聚到样品3的光接收端，如图4B所示。样品3的光出射端紧贴于积分球2的光接收窗，如图4B所示。现在不言而喻，就上述以往的技术方法，必须在一个时候使同等的光束直接入射到积分球2，以测量100%透射率，而在另一时候，再使同样的光束入射到欲测量其透射率的样品3。当使用分光光度计时，样品通常放置在样品箱内。然而，当测量光纤的透射率时，由于光纤不能放置于样品箱内，必须设置在样品箱的外面并将光引导到箱体外面。在这种情况下，由样品箱外的分光镜来的出射光束的直径（在图3A和图4A中用字母F表示）应大于光纤的线束直径（约1-3mm）。在图3所示例子中，遮光板M用来将具有该直径的光束提供并传输到积分球2，以测量100%透射率，并传输到光纤3以测量其透射率。在图4所示例子中，将来自分光镜的整个出射光束入射到积分球中，但必须要有会聚透镜L以使光束完全传输到光纤样品3中。按照图3所示方法，由于仅局部利用来自分光光度计的出射光束，光的有效利用量减少，故信噪比不佳。采用图4所示方法，光的利用率虽较好，但由于透镜L仅当测量样品的透射率时才介入其中，故实际测得的是透镜L和光纤样品3两者结合的透射率。换句话说，按照图4所示方法，存在降低精度的缺点。

根据日本专利申请2-262578的描述及图5所示，该发明人推荐了一种新的方法，即测量样品（图5A）和100%透射率（图5B）都插入一块会聚透镜L。同一透镜L沿来自分光光度计的出射光束的光路，可交替设置在两个不同位置上。采用这种方法，两种测量之间光路长度之差，不包括透镜L的透射率，这样同等量的光可让其入射到积分球，以测量100%透射率，以及入射到样品以测量其透射率。于是，既可改善信噪比，又可改善测量精度。然而，采用这种方法，光纤样品的放置必须使其两个端部置于同一直线上，因此，在遮光板M与积分球2之间需要相当大的空间。这种方法的另一缺点是，必须在两种测量间移动会聚透镜L。

因此，本发明的目的在于提供一种作为分光光度计外围设备的装置，以便能利用较高效率的光来测量光纤原则上是真实的光谱透射率。

根据本发明的能达到上述和其它目的用以测量光纤光谱透射率的装置，特征在于包括一种具有两个开孔的积分球，其中每个开孔各连接光纤样品的一个端头。另两个开孔称为光接收窗，用以让入射光可通入其中，其中一个设置在连接光纤用的一个开孔的对面，另一个对面没有其它开孔。提供诸如透镜之类的用以会聚光束的一种光学元件，而且积分球予以支撑使之能绕轴旋转，而此轴穿过其中心使一个或其它的光接收窗可以有选择地定位在透镜的后面。另者，也可以采用仅有三个开孔的积分球，其中两个开孔互相对置。光纤样品的光接收端连接到相互对置着的两个开孔的其中一个。光纤样品的光发射端则连接到其对面的开孔以测量100%透射率，而测量样品本身的透射率时再连接到不与其它两个开孔对置的第三个开孔。