一種採用復用結構的反射池的製作方法
2023-05-18 05:03:06 4
專利名稱：一種採用復用結構的反射池的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種多光程光路系統，可應用於吸收光路、衰減光路、延遲光路等多種 光路中。
背景技術：
反射池目前應用廣泛，在很多領域中扮演著重要角色。反射池由幾面相對放置的 反射鏡組成，反射鏡之間的距離和角度一定，光線進入反射池後在幾面反射鏡之間來回反 射，最後射出反射池。通過這種方式，在一定的空間內，光線來回折返，從而大大增加了光 程。反射池具有光程長、體積小的特點，且結構簡單，因此得到廣泛的應用。目前的反射池在使用時，光線進入反射池，通過反射池內的光路，到達反射池出 口，然後進入後續儀器。對於從反射池的入口到出口的整段光路，光線只通過一次。若反射 池的結構已定，很難再增大光程。若反射池的光程已達極限，要想增大光程非常困難。
發明內容
為了增大反射池的光程，本發明提供一種採用復用結構的反射池，在反射池上連 接了光纖束及光纖準直器，使光線從反射池第一次射出後通過一定的光路再次進入反射 池，當光線再次射出反射池後再進入後續儀器。這樣增加了 1倍左右的光程，使得光程大大 增加。本發明的特徵之一在於含有反射池、光纖準直器和光纖束，其中，反射池，一側內壁粘接有一個場鏡，該場鏡兩端與反射池兩個側壁之間分別留有 一個空隙，該反射池內相對於所述場鏡的另一側內壁上，粘接有至少一面物鏡，所述場鏡 和物鏡都是具有相同曲率半徑(R)的凹球面鏡，所述場鏡和物鏡的水平間距為0.9 (R) 1. 1(R)，而各所述物鏡的曲率中心位於所述場鏡表面附近的水平主軸線的兩側；光纖準直器，包括供復用光入射用的第一光纖準直器和供反射光出射用的第二光 纖準直器，其中第一光纖準直器，固定在所述反射池粘接有所述場鏡的一側外壁的第一個空隙 上，該第一光纖準直器的出口端對準反射池壁上的復用光入射窗口，但在該第一光纖準直 器出口端和所述場鏡之間留有一個入射光入射窗口，第二光纖準直器，固定在所述反射池粘接有所述場鏡的一側外壁的第二個空隙 上，該第二光纖準直器的入口端對準反射池壁上的反射光出射窗口，但在該第二光纖準直 器入口端和所述反射池側壁之間留有一個復用光出射窗口，供與外部後續儀器的光纖入口 相對準，或通過外部使用的光纖與所述外部儀器光纖入口相連，光纖束，兩端分別與所述第一光纖準直器的光入口端以及所述第二光纖準直器的 光出口端相連，復用次數等於所述光纖準直器個數的一半。本發明的特徵之二在於
含有反射池、光纖準直器和光纖束，其中，反射池，一側內壁粘接有一個場鏡，該場鏡兩端與反射池兩個側壁之間分別留有 一個空隙，該反射池內相對於所述場鏡的另一側內壁上，粘接有至少一面物鏡，所述場鏡 和物鏡都是具有相同曲率半徑(R)的凹球面鏡，所述場鏡和物鏡的水平間距為0.9(R) 1. 1(R)，而各所述物鏡的曲率中心位於所述場鏡表面附近的水平主軸線的兩側；光纖準直器，包括供復用光入射用的第一光纖準直器和供反射光出射用的第二光 纖準直器，其中第一光纖準直器，固定在所述反射池粘接有所述場鏡的一側外壁的第一個空隙 上，該第一光纖準直器的出口端對準反射池壁上的復用光入射窗口，但在該第一光纖準直 器出口端和所述反射池側壁之間留有一個入射光入射窗口，第二光纖準直器，固定在所述反射池粘接有所述場鏡的一側外壁的第二個空隙 上，該第二光纖準直器的入口端對準反射池壁上的反射光出射窗口，但在該第二光纖準直 器入口端和所述場鏡之間留有一個復用光出射窗口，供與外部後續儀器的光纖入口相對 準，或通過外部使用的光纖與所述外部儀器光纖入口相連，光纖束，兩端分別與所述第一光纖準直器的光入口端以及所述第二光纖準直器的 光出口端相連，復用次數等於所述光纖準直器個數的一半。本發明的主要優點是採用了光纖束及光纖準直器將光線再次導入反射池，實現了反射池的復用。本發明的有益效果是大大增加了反射池的光程，並且設計容易，結構簡單。
圖1是第一種採用復用結構的反射池的俯視示意圖。圖2是第一種結構的一個具體實施例的俯視示意圖。圖3是第二種採用復用結構的反射池的俯視示意圖。圖4是第二種結構的一個具體實施例的俯視示意圖。圖中1.光纖束，21.第一光纖準直器，22.第二光纖準直器，3.反射池壁，41.作為 物鏡的凹球面反射鏡，42.作為物鏡的凹球面反射鏡，43.作為場鏡的凹球面反射鏡。反射 池關於水平主軸對稱，43和41、42的水平距離等於凹球面反射鏡的曲率半徑R。
具體實施例方式下面結合實例及圖1、圖2、圖3、圖4對本發明進行進一步說明。在圖1中，反射池包含3面反射鏡，41、42、43是3面具有相同曲率半徑R的凹球面 反射鏡，3為反射池的池壁，凹球面反射鏡粘接在反射池的內壁上。41、42為物鏡，43為場 鏡，物鏡和場鏡相對放置，水平間距等於R，物鏡41、42的曲率中心在場鏡43表面附近。21 為第一光纖準直器，22為第二光纖準直器，1為光纖束。第一光纖準直器的出口端對準復用 光入射窗口，第二光纖準直器的入口端對準反射光出射窗口，光纖束將第一光纖準直器的 入口端和第二光纖準直器的出口端連接起來。按照圖1所示連接，則從反射池的反射光出 射窗口到復用光入射窗口形成了一條光線通路。光線從入射光入射窗口進入，在反射池內
4被3面反射鏡來回反射，從反射光出射窗口射出，進入第二光纖準直器，再通過光纖束以及 第一光纖準直器，從復用光入射窗口再次射入反射池，在反射池內被3面反射鏡來回反射 後，從復用光出射窗口射出，再進入後續儀器。復用結構由光纖束、第一光纖準直器和第二 光纖準直器組成，是可拆卸的。在圖2中，3面凹球面反射鏡的半徑R = 625mm,場鏡和物鏡的水平間距d = 625mm。 物鏡41、42長度為40mm，間距為10mm。場鏡43長度為70mm。a是物鏡41的曲率中心，b是 物鏡42的曲率中心。a與主軸的距離為2. 11mm，入射光的入射點與主軸的距離為40mm。入 射光進入反射池，被物鏡41反射到場鏡43上，然後被場鏡43反射到物鏡42上，又被物鏡 42反射到場鏡43上，如此反覆，反射40次後射出反射池。光線從反射光出射窗口射出後進 入第二光纖準直器，通過光纖束和第一光纖準直器到達復用光入射窗口，再次射入反射池， 復用光的入射點與主軸的距離為46. 32mm。光線再次進入反射池，反射46次後從復用光出 射窗口射出，然後進入後續儀器。反射池的結構、入射光的位置已知，根據反射原理，容易得到反射光出射的位置， 因此能夠確定第二光纖準直器22的位置和復用光出射的位置。圖3是第二種採用復用結構的反射池的俯視示意圖。該反射池的結構與圖1所示 的第一種採用復用結構的反射池基本一致，區別在於入射光入射窗口和復用光入射窗口的 位置互換，反射光出射窗口和復用光出射窗口的位置互換。在圖4中，3面凹球面反射鏡的半徑R = 625mm,場鏡和物鏡的水平間距d = 625mm。 物鏡41、42長度為40mm，間距為10mm。場鏡43長度為70mm。a是物鏡41的曲率中心，b是 物鏡42的曲率中心。a與主軸的距離為2. 11mm，入射光的入射點與主軸的距離為46. 32mm。 入射光進入反射池，被物鏡41反射到場鏡43上，然後被場鏡43反射到物鏡42上，又被物 鏡42反射到場鏡43上，如此反覆，反射46次後射出反射池。光線從反射光出射窗口射出 後進入第二光纖準直器，通過光纖束和第一光纖準直器到達復用光入射窗口，再次射入反 射池，復用光的入射點與主軸的距離為40mm。光線再次進入反射池，反射40次後從復用光 出射窗口射出，然後進入後續儀器。在上述實施例中採用的波導是光纖束，耦合結構是光纖準直器。若採用其他波導 比如空心導光管替換也是可行的，只需將耦合結構相應替換即可。
權利要求
一種採用復用結構的反射池，其特徵在於，含有反射池、光纖準直器和光纖束，其中，反射池，一側內壁粘接有一個場鏡，該場鏡兩端與反射池兩個側壁之間分別留有一個空隙，該反射池內相對於所述場鏡的另一側內壁上，粘接有至少一面物鏡，所述場鏡和物鏡都是具有相同曲率半徑(R)的凹球面鏡，所述場鏡和物鏡的水平間距為0.9(R)～1.1(R)，而各所述物鏡的曲率中心位於所述場鏡表面附近的水平主軸線的兩側；光纖準直器，包括供復用光入射用的第一光纖準直器和供反射光出射用的第二光纖準直器，其中第一光纖準直器，固定在所述反射池粘接有所述場鏡的一側外壁的第一個空隙上，該第一光纖準直器的出口端對準反射池壁上的復用光入射窗口，但在該第一光纖準直器出口端和所述場鏡之間留有一個入射光入射窗口，第二光纖準直器，固定在所述反射池粘接有所述場鏡的一側外壁的第二個空隙上，該第二光纖準直器的入口端對準反射池壁上的反射光出射窗口，但在該第二光纖準直器入口端和所述反射池側壁之間留有一個復用光出射窗口，供與外部後續儀器的光纖入口相對準，或通過外部使用的光纖與所述外部儀器光纖入口相連，光纖束，兩端分別與所述第一光纖準直器的光入口端以及所述第二光纖準直器的光出口端相連，復用次數等於所述光纖準直器個數的一半。
2.一種採用復用結構的反射池，其特徵在於，含有反射池、光纖準直器和光纖束，其中， 反射池，一側內壁粘接有一個場鏡，該場鏡兩端與反射池兩個側壁之間分別留有一個空隙，該反射池內相對於所述場鏡的另一側內壁上，粘接有至少一面物鏡，所述場鏡和物鏡 都是具有相同曲率半徑(R)的凹球面鏡，所述場鏡和物鏡的水平間距為0.9(R) 1. 1(R)， 而各所述物鏡的曲率中心位於所述場鏡表面附近的水平主軸線的兩側；光纖準直器，包括供復用光入射用的第一光纖準直器和供反射光出射用的第二光纖準 直器，其中第一光纖準直器，固定在所述反射池粘接有所述場鏡的一側外壁的第一個空隙上，該 第一光纖準直器的出口端對準反射池壁上的復用光入射窗口，但在該第一光纖準直器出口 端和所述反射池側壁之間留有一個入射光入射窗口，第二光纖準直器，固定在所述反射池粘接有所述場鏡的一側外壁的第二個空隙上，該 第二光纖準直器的入口端對準反射池壁上的反射光出射窗口，但在該第二光纖準直器入口 端和所述場鏡之間留有一個復用光出射窗口，供與外部後續儀器的光纖入口相對準，或通 過外部使用的光纖與所述外部儀器光纖入口相連，光纖束，兩端分別與所述第一光纖準直器的光入口端以及所述第二光纖準直器的光出 口端相連，復用次數等於所述光纖準直器個數的一半。
全文摘要
一種採用復用結構的反射池屬於多光程光路系統領域，其特徵在於，在所述反射池的復用光入射窗口上連接有一個供復用光入射的第一光纖準直器，在該第一光纖準直器的出口端與反射池場鏡之間留有一個入射光入射窗口，在所述反射池的反射光出射窗口上連接有一個供反射光出射的第二光纖準直器，在該第二光纖準直器的入口端與所述反射池側壁之間留有一個復用光出射窗口，所述復用光入射窗口和所述入射光入射窗口位置互換亦可，所述反射光出射窗口和所述復用光出射窗口位置互換亦可，在所述第一光纖準直器入口端與所述第二光纖準直器出口端之間連接有一根光纖束。復用次數等於所述光纖準直器個數的一半。本發明至少增加了一倍的光程，而其結構也簡單。
文檔編號G02B27/30GK101872062SQ20101019707
公開日2010年10月27日 申請日期2010年6月2日 優先權日2010年6月2日
發明者孫利群, 楊懷棟, 金國藩, 陳科新 申請人:清華大學