[发明专利]一种紫外二维全谱高分辨光学系统

摘要

一种紫外二维全谱高分辨光学系统，光学系统设计、光学仪器技术领域。该系统包括光源、滤波片切换装置、准直镜、聚光镜、入射狭缝、入射狭缝、全息光栅、中阶梯光栅、面阵CCD。所有组件通过定位底座固定在光学平台上相互连接，以保证各个组件的空间相对位置。利用滤波片将光谱范围分成120-240nm和240-480nm分时复用的两部分；利用衍射级次共用的设计思想，设计低色散全息凹面准直分光光栅代替传统系统中的准直镜和棱镜；全谱消像差光路设计；在不降低光学系统性能的前提下，将成本高的大面阵二维CCD探测器的成像面积缩小到原来的四分之一。该系统具有宽谱像差校正、高分辨、高光通量、全谱二维成像的显著优点。

主权项

一种紫外二维全谱高分辨光学系统，其特征是，包括光源(1)、滤波片切换装置(2)、准直镜(3)、聚光镜(4)、入射狭缝(5)、入射狭缝(5)、全息光栅(6)、中阶梯光栅(7)、面阵CCD(9) ；光源(1)为系统的原点，通过夹紧装置固定在光学平台上，滤波片切换装置(2)通过定位底座固定在光学平台上，保证其与光源(1)的相对位置，光源(1)发射出的原子多色光谱经过分时复用的滤波片切换装置(2)后被分成120‑240nm和240‑480nm的两个光谱波段，出射的光直线传播到偏转角度为5°的准直镜(3)上，准直镜(3)通过定位底座固定在光学平台上，保证其与滤波片切换装置(2)的相对位置，准直镜(3)将经过滤波片切换装置(2)的入射光进行准直变成平行光，并使传播角度偏转10°后反射，反射后的平行光直线传播到第一聚焦镜(4)上，第一聚焦镜(4)通过定位底座固定在光学平台上，保证其与准直镜(3)的相对位置，第一聚焦镜(4)将由准直镜(3)反射的平行光变成会聚光，并使传播角度偏转‑10°后直线传播，最后会聚到入射狭缝(5)处，入射狭缝(5)为一个中心有孔的薄片，通过镜筒和夹紧装置固定在光学平台上，保证其与第一聚焦镜(4)的相对位置；入射狭缝(5)为点光源，入射狭缝(5)发射的光直线传播到凹面全息光栅(6)上，凹面全息光栅(6)通过二维调整架和定位底座固定在光学平台上，以保证它与入射狭缝(5)的相对位置；凹面全息光栅(6)兼有球面反射镜和光栅的作用，它将入射狭缝(5)发出的光反射后变为平行光，并使该平行光传播角度偏转10°，该平行光直线传播到中阶梯光栅(7)上，中阶梯光栅(7)通过三维调整装置和定位底座固定在光学平台上，以保证它与凹面全息光栅(6)的相对位置；中阶梯光栅(7)将入射的平行光反射后进行色散分光，使不同波长的光偏转不同的角度后直线传播，这些平行光直线传播到第二聚焦镜(8)上，第二聚焦镜(8)通过二维调整架和定位底座固定在光学平台上，以保证它与中阶梯光栅(7)的相对位置；第二聚焦镜(8)将中阶梯光栅(7)反射的色散平行光变为会聚光，并使传播角度偏转‑10°后反射，反射后的会聚光直线传播，最后成像在面阵CCD(9)上，面阵CCD(9) 通过夹紧定位装置固定在光学平台上，以保证它与第二聚焦镜(8)的相对位置，面阵CCD(9)将入射的光谱信号转换成数字信号传给计算机。