一種波長識別裝置的製作方法

2023-06-04 18:19:51

專利名稱：一種波長識別裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光學設備，特別涉及一種波長識別裝置。
背景技術：
在光學儀器中通常需要檢測物體反射光的波長大小，傳統意義上的波長識別技術 都是通過光譜儀來實現的，例如美國海洋光學的高解析度光纖光譜儀HR系列，但是大部分 的光譜儀識別波長只能夠探測到一個點的波長，或者只能探測到大概的波長範圍，而不能 同時實現準確的波長識別。並且很多裝置結構複雜，造價昂貴。因此，有必要提出一種新的 波長識別裝置，能夠實現對線狀範圍內波長的準確識別。
發明內容本實用新型是針對現在波長識別技術存在的問題，提出了一種波長識別裝置，利 用光學結構來實現對波長的識別，所設計的分光光學系統滿足波長大小與成像位置是一一 對應的線性關係，因此只要通過面陣CCD知道成像位置就可以反過來推算出光波長的大 小，從而達到識別波長的目的，而且本裝置可以同時識別線狀物體發出或反射光的波長。本實用新型的技術方案為一種波長識別裝置，包括一個分光光學系統和面陣圖 像傳感器，分光光學系統包括三組透鏡、光楔稜鏡和衍射光柵，其中三組透鏡分別為前置第 一透鏡與後置第一透鏡、前置第二透鏡與後置第二透鏡、前置第三透鏡與後置第三透鏡彼 此以衍射光柵為中心對稱，線狀物體反射或自身發出的光線按照順序經過前置第一透鏡、 前置第二透鏡、前置第三透鏡、光楔稜鏡、衍射光柵、以及對稱後置第一透鏡、後置第二透 鏡、後置第三透鏡，最後成像在面陣圖像傳感器上。所述前置第一透鏡與後置第一透鏡為單透鏡結構，前置第二透鏡與後置第二透 鏡、前置第三透鏡、後置第三透鏡均為雙膠合透鏡。本實用新型的有益效果在於本實用新型波長識別裝置，結構簡單，採用光學結構 就可以實現對波長的識別，加工簡單；測量精度高，能夠準確的識別出波長的大小；能夠實 時在線測量。

圖1為本實用新型波長識別裝置結構示意圖。圖2為本實用新型波長識別裝置實現的波長與成像位置之間線性關係效果圖。
具體實施方式
如圖1所示波長識別裝置結構示意圖，裝置包括一個分光光學系統和面陣圖像傳 感器(CXD) 10，分光光學系統是由三組透鏡加上光楔稜鏡5和衍射光柵6組合而成。其中 三組透鏡分別為2與9、3與8、4與7彼此以衍射光柵6為中心對稱，且2與9是單透鏡結 構，3與8、4與7均為雙膠合透鏡，1代表被檢測的線狀物體。線狀物體1反射或自身發出的光線按照順序經過透鏡組2、3、4、光楔稜鏡5、衍射光柵6、以及對稱透鏡組7、8、9之後，最 後成像在面陣CXDlO上。裝置使得光波長的成像位置與波長間存在一一對應的線性關係。 圖2模擬的是一個點發出的0. 4360um-0. 6890um的波長範圍內的光的成像位置效果圖，圖 中每隔230nm波長取一採樣點，共計12個採樣波長，圖2中按照波長從小到大的順序，波長 的成像位置對應著按照從下往上的順序排列，驗證了其成像位置與波長之間的關係為線性 關係。因此，只要看到面陣CCDlO豎直方向哪個的位置上接收到像，那麼就可以識別出相應 的波長。相應的如果是線狀物體發出連續的光譜，那麼面陣CCD上將會接收到一條連續的 曲線。
權利要求一種波長識別裝置，其特徵在於，包括一個分光光學系統和面陣圖像傳感器(10)，分光光學系統包括三組透鏡、光楔稜鏡(5)和衍射光柵(6)，其中三組透鏡分別為前置第一透鏡(2)與後置第一透鏡(9)、前置第二透鏡(3)與後置第二透鏡(8)、前置第三透鏡(4)與後置第三透鏡(7)彼此以衍射光柵(6)為中心對稱，線狀物體(1)反射或自身發出的光線按照順序經過前置第一透鏡(2)、前置第二透鏡(3)、前置第三透鏡(4)、光楔稜鏡(5)、衍射光柵(6)、以及對稱後置第一透鏡(9)、後置第二透鏡(8)、後置第三透鏡(7)，最後成像在面陣圖像傳感器(10)上。
2.根據權利要求1所述波長識別裝置，其特徵在於，所述前置第一透鏡(2)與後置第一 透鏡(9)為單透鏡結構，前置第二透鏡(3)與後置第二透鏡(8)、前置第三透鏡(4)與後置 第三透鏡(7)均為雙膠合透鏡。
專利摘要本實用新型涉及一種波長識別裝置，包括一個分光光學系統和面陣圖像傳感器，線狀物體反射或自身發出的光線按照順序經過分光光學系統的前置第一透鏡、前置第二透鏡、前置第三透鏡、光楔稜鏡、衍射光柵、以及對稱後置第一透鏡、後置第二透鏡、後置第三透鏡，最後成像在面陣圖像傳感器上。所設計的分光光學系統滿足波長大小與成像位置是一一對應的線性關係，採用光學結構就可以實現對波長的識別，加工簡單；測量精度高，能夠準確的識別出波長的大小；能夠實時在線測量。
文檔編號G01J9/00GK201731943SQ20102022264
公開日2011年2月2日 申請日期2010年6月10日 優先權日2010年6月10日
發明者俞誠, 吳宇昊, 李湘寧 申請人:上海理工大學