[00334040]超低杂散光光栅光谱仪

①课题来源与背景;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。 ②技术原理及性能指标;超低杂散光光栅光谱仪,包括入射狭缝、准直镜座、准直镜、光栅座、光栅、会聚镜座、会聚镜和 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。 ③技术的创造性与先进性;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。一种测量精度高的光栅光谱仪。包括入射狭缝、准直镜座 、准直镜 、光栅座 、光栅 、会聚镜座 、会聚镜 、CCD 探测器 ,所述准直镜座 和会聚镜座上分布安装有准直镜和会聚镜,所述准直镜和会聚镜均具有迎光面,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色散后到达所述会聚镜,再经会聚镜 的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。由于误差的存在,使得所述入射狭缝不可能与所述准直镜完全匹配。当光束经过准直镜时,总有一部分光会照射到准直镜外的准直镜座上,成为杂散光 。这些杂散光会在光谱仪内经过多次反射或散射,大大影响到测量的精确度。因此利用光学原理,本发明将准直镜座的迎光面设置为斜面,即倾斜的角度与原光法线的夹角大于九十度,其斜面所在的表面可以为平面 （ 即表面平整光滑 ） 或圆锥曲面 （ 即表面为弯曲 ）,迎光面倾斜一定角度后,当杂散光照到此斜面后,会向其他方向进行反射或散射,而不会直接或间接被反射进 CCD 探测器形成杂散光影响测量。同理,由于不可避免会有一部分杂散光通过光栅到达会聚镜座 ,因此,将会聚镜座的迎光面做成像准直镜座的迎光面一样,表面为一倾斜的平面或圆锥曲面,这样,又可以将将此杂散光的大部分反射或散射到其他地方,以防止其进入 CCD 探测器影响测量,进一步提高精确度。传统的光栅光谱仪在光束通过会聚镜反射后直接进入 CCD 探测器,使得光束中的杂散光直接进入 CCD 探测器,形成背景噪声影响精确度。因此,本发明在会聚镜座和 CCD 探测器之间设置一立体光阑,以阻挡杂散光的进入。同时,由光学知识可知,会聚光束与杂散光 的截面尺寸不同,因此,将立体光阑的形状设置为为一个端口小、一个端口大具有大、小两个端口的扁口喇叭状。小端口开口尺寸的大小与所在位置的被会聚光束的截面尺寸大小一致,作为被会聚光束的入射口,使得被会聚光束充满立体光阑的入射口,而杂散光不能进入 ;大端口开口尺寸与 CCD 探测器前端入口相配合,其尺寸基本一致 ;立体光阑的周围密封,四周涂黑,且表面设计为不光滑形状,便于吸附杂散光,这样前述的被会聚光线会全部进入 CCD 探测器内。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性;超低杂散光光栅光谱仪结构简单,设计精巧,具有杂散光超低的特点,具有良好的应用价值和经济效果,能够广泛应用于光谱测量,稳定性好。 ⑤应用情况及存在的问题：本产品目前已应用于我公司承接的工程项目,运用情况良好。 ⑥历年获奖情况;2017年10月31日获得国家知识产权局下发的发明专利证书。 ⑦成果简介;了一种超低杂散光光栅光谱仪,包括入射狭缝、准直镜座、准直镜、光栅座、光栅、会聚镜座、会聚镜、CCD 探测器,所述准直镜座、光栅座和会聚镜座均具有迎光面,其中,所述准直镜座和会聚镜座的迎光面斜向设置,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。本发明解决了光栅光谱仪杂散光多的问题,杂散光超低,具有良好的经济效果。