[发明专利]紫外增强微型光纤光谱仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种光谱仪，尤其是涉及一种紫外增强微型光纤光谱仪，属于光电检测仪器领域。

背景技术

紫外探测技术是继激光探测技术和红外探测技术之后发展起来的又一重要光电探测技术，已经广泛应用于军事、空间天文、环境检测、工业生产、医疗诊断等领域。紫外光谱分析是紫外探测技术中重要的分析手段，由于紫外光镜面反射能力和透射能力都很小，探测器件紫外响应效率低，从而造成了光谱仪系统对紫外光的敏感性很弱，需要复杂的处理电路完成信号调理和采集，这些都限制了紫外光谱仪器的广泛应用。

红外可见光纤光谱仪技术成熟，种类很多，在此基础上，人们已展开宽光谱响应、高分辨率和高灵敏度的紫外光谱仪的研究。在技术发达国家，已取得相当的成就，由于价格昂贵，主要应用于科研等高档设备中。国内也一直致力于寻找能够增强紫外响应的方法，提高光谱仪对紫外辐射的敏感性，如：通过改变探测器基材提高紫外响应效率等，紫外光谱仪性能有所提高，仍无法进行广泛的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种动态范围大、紫外响应效率和灵敏度高的紫外增强微型光纤光谱仪。

本发明的目的是这样实现的：一种紫外增强微型光纤光谱仪，依照光路经过该光谱仪各元件的次序，该光谱仪包含有：一SM905光纤接口，通过光纤将光源的光束导入；一狭缝单元；一准直反射镜，对光束进行反射聚焦；一光栅，接收并使光束色散；一聚焦反射镜，对经光栅色散后的光束进行反射聚焦；一CCD探测器，对光束进行光电转换；

所述狭缝单元和准直反射镜之间设置有光阑；所述准直反射镜和聚焦反射镜之间设置有挡光板，所述狭缝单元包含有石英基材，所述石英基材上镀有不透光的金属膜，所述金属膜光刻有一个宽度为5~100um的狭缝；所述光栅为全息光栅，所述准直反射镜、聚焦反射镜和光栅表面均镀有铝；

所述光谱仪还包含有一前置放大电路，所述前置放大电路与CCD探测器相连；

所述光谱仪还包含有光学平台基座，所述光学平台基座上压置有一盖板，并构成一密闭腔体，所述SM905光纤接口穿接于该密闭腔体的侧壁上，所述狭缝单元、光阑、准直反射镜、光栅、聚焦反射镜、CCD探测器和前置放大电路均位于该密闭腔体内，所述密闭腔体内还设置有消杂散光板。

本发明一种紫外增强微型光纤光谱仪，所述光谱仪还包含有CCD信号处理装置，所述装置包含有USB微控制器，所述USB微控制器上连接有CPLD芯片、CCD视频信号处理芯片、RAM电路、电源切换电路和RS232/RS485电路，所述CCD视频信号处理芯片与前置放大电路相连，所述CPLD芯片与CCD探测器相连，所述USB微控制器可通过自带的USB接口或RS232/RS485电路与一上位机相连。

本发明一种紫外增强微型光纤光谱仪，所述USB微控制器的型号为CY7C68013-128，所述CPLD芯片的型号为ISPLSI1016-60，所述CCD视频信号处理芯片的型号为VSP3200Y。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、将所述光学器件放置于密闭的光学平台基座内，免除了外界的影响，同时增加了光阑、挡光板和消杂散光板，改进了狭缝单元的构造，使得整个光学平台基座内杂散光小，进一步降低了背景噪声，提高了信噪比。

2、采用薄型背照式CCD面阵探测器，且反射镜和全息光栅表面镀有铝，使得探测波长延伸到180nm以外，分辨率可以达到0.05nm以下，并且具有极高的紫外量子效率和动态范围。

3、CCD信号处理装置采用CPLD芯片代替传统的单片机或IC电路产生时序脉冲，不但简化了电路，且提高了性能的稳定性，降低了功耗，丰富了通讯接口，使用更为方便；专用的CCD视频信号处理电路具有可编程增益、高速16位的A/D转换，提高了动态范围。

附图说明

图1为本发明紫外增强微型光纤光谱仪的结构示意图。

图2为本发明紫外增强微型光纤光谱仪CCD信号处理装置的结构示意图。

其中：

光学平台基座1、前置放大电路2、CCD探测器3、消杂散光板4、聚焦反射镜5、SM905光纤接口6、狭缝单元7、光阑8、光栅9、挡光板10、准直反射镜11、密封圈12。

具体实施方式