空气楔型全光学付里叶光谱仪

摘要

空气楔型全光学付里叶光谱仪，是根据空气楔的双光束干涉来实现付里叶变换。其特点是具有由两块半透半反镜构成的空气楔；调节空气楔夹角的压簧微调机构及反付里叶变换的系统装置所构成。该仪器构思新颖、设计巧妙，使之体积小、成本低、附件精、效果好。适用于光学和近代物理实验室的教学与研究。

说明书

本发明属物理光学仪器类。它适用于物理实验教学与研究。

物理实验教学中目前所用简易付里叶光谱仪是在迈克尔逊干涉仪上配以精密的动镜拖动系统及计算机系统，因此，不仅结构配件复杂且成本很高。本仪器是一种既不用迈克尔逊干涉仪及精密的动镜拖动系统，又不用成本很高的计算机系统。它不仅突出了付里叶变换光谱的实质，而且结构大大简化、操作简便，体积小巧，成本低，便于推广使用。

本发明的设计方案及技术特征结合附图详述如下：

本仪器的主体光路系统及主要结构部件见图1，其中1为直径φ0.1-2mm的小孔，2为望远镜系统，它把经过小孔1的光变为平行光束，图中3为两块长方形玻璃，4为底片架，在该处装入底片，即可获取光源的付里叶光谱，特别是可用于测量短时间脉冲光源的光谱。5是测量显微镜，在此用于调节仪器。

本仪器所用长方形玻璃共有两块，材料为光学玻璃，见图2所示，6-a为有镀膜面的长方形玻璃正面图;6-b为长方形玻璃侧面图，Ⅰ、Ⅱ为两个表面，每块玻璃的长为30-60mm;高为20-45mm，厚为5-12mm。每块玻璃皆在表面Ⅱ镀有35-65%反射率的反射膜。两块玻璃的镀膜Ⅱ相对放置，如图1中的3所示。两者间夹角可调，范围是1mrad-10mrad。它可分别工作在紫外、可见光和红外波段。

图3所示的是玻璃固定架，共两付。右端7为螺钉，直径φ2-4mm，螺距0.3-1mm，用于紧固压片8与框架9。左端10为连接两付框架的螺钉。其螺钉的直径φ2-4mm，螺距0.3-1mm。

图4为压簧微调机构。12为压簧，11为调节螺钉，其直径φ3-5mm，螺距0.1-0.5mm，螺帽直径φ6-13mm。

本仪器配置有全光学反付里叶变换系统，装置见图5，13为放大倍数是30x-50x的望远镜系统，14为光源的付里叶谱片，即用全色底片记录，15为焦距1.0-4.0m的透镜。16为光谱图，即为观看光谱象的屏幕。

其工作原理是：激光经望远镜扩束后通过在支架4上获得的光源的付里叶谱底片14、透镜15实现反付里叶变换。在透镜15的后焦面处的屏幕16上获得光源的光谱图，或者用全息片拍照记录光谱，或用X-Y记录仪记录光谱。

由上述设计方案所制作的空气楔型全光学付里叶光谱仪，它既能实现付里叶变换，又能实现反付里叶变换。而且结构简单，调节极为方便，所需费用约为现有简易付里叶光谱仪25-30分之一。

本仪器的实施例见图1至图5，图1中3所示的两块光学玻璃高均取30mm，长均为40mm，厚均为8mm，两块玻璃夹角为3mrad，膜层反射率为50%，光学玻璃材料为K₉，调节螺钉11其直径φ3mm，螺距0.2mm，螺帽直径φ10mm，付里叶反变换系统装置图5中的13用图1中的望远镜2代替，图5中的15透镜焦距为1.8m。

附图说明

图1  空气楔型全光学付里叶光谱仪

1  圆形小孔

2  望远镜系统

3  两块长方形玻璃

4  底片架

5  测量显微镜

图2  长方形玻璃

6-a  有镀膜面的长方形玻璃正面图

6-b  长方形玻璃侧面图

Ⅰ、Ⅱ为两个表面

图3  玻璃固定架

7  螺钉

8  紧固压片

9  框架

10  螺钉

图4  空气楔调节架

11  调节螺钉

12  压簧

图5  全光学反付里叶变换系统

13  望远镜系统

14  全色底片

15  透镜

16  屏幕