[发明专利]基于栅格分束器的空间调制型光谱仪及制作方法

权利要求书

1.基于栅格分束器的空间调制型光谱仪，包括红外光源(1)、准直系统(2)、样品池(3)、干涉系统(4)、缩束系统(5)和红外CCD(6)，其特征是，所述干涉系统(4)包括多级小阶梯微反射镜(8)、栅格型分束器(7)和多级大阶梯微反射镜(9)；红外光源(1)发出的光经准直系统(2)准直成红外平行光，所述红外平行光经过样品池(3)样品吸收后经栅格型分束器(7)分成相干的两束光；一束光入射到多级大阶梯微反射镜(9)上，并经多级大阶梯微反射镜(9)反射到栅格型分束器(7)，另一束光入射到多级小阶梯微反射镜(8)上，并经多级小阶梯微反射镜(8)反射到栅格型分束器(7)；所述经栅格型分束器(7)反射后的光经缩束系统(5)后，在红外CCD(6)上获得干涉条纹；对干涉条纹做傅里叶变换就可以获得待测物的光谱信息。 

2.根据权利要求1所述的基于栅格分束器的空间调制型光谱仪，其特征在于，所述栅格分束器(7)将分光基膜(7-2)支撑在一个具有网格结构的栅格支撑体(7-3)上，然后将分光膜(7-1)镀在分光基膜(7-2)上。该红外分束器利用栅格结构对分光膜系进行支撑。 

3.根据权利要求1所述的基于栅格分束器的空间调制型光谱仪，其特征在于，设定多大阶梯微反射镜(9)距离栅格型分束器中心最近的面到分束器(7)中心的距离为l₁，多级小阶梯微反射镜(8)距离栅格型分束器(7)中心最近的面到分束器中心的距离l₂，使l₁＝l₂。 

4.根据权利要求1所述的基于栅格分束器的空间调制型光谱仪的制作方法，其特征是，该方法由以下步骤实现： 

步骤一、制作基底，选取基底材料，材料选为铝、铜、钛、不锈钢或硅中的任一种；并对基底表面进行抛光处理；抛光面粗糙度小于等于10微米，平面度小于等于50微米； 

步骤二、在抛光后的基底上用精密机械加工方法或基于MOEMS技术的光刻与腐蚀方法制作相互垂直的参考线作为第一光轴参考基准线(10)和第二光轴(11)参考基准线。根据分析计算，同时制作栅格型分束器的微型调节机构(16)、多级大阶梯微反射镜的定位基准，并在基准上安装微型调节机构(17)、多级小阶梯微反射镜的定位基准，并在基准上安装微型调节机构(18)、准直系统的微型调节机构(19)、缩束系统的微型调节机构(20)以及红外CCD的微 型调节机构(21)； 

步骤三、在基底之外，在第一光轴参考基准线(10)和第二光轴(11)参考基准线的两端分别安放四个激光器，调节第一激光器(12)和第二激光器(13)的角度和位置，使第一激光器(12)和第二激光器(13)发出的光重合于第一光轴参考基准线(10)，调节第三激光器(14)和第四激光器(15)的角度和位置，使第三激光器(14)和第四激光器(15)发出的光重合于第二光轴参考基准线(14)；调节四个激光器的高度至光学器件的中心高度； 

步骤四、将栅格型分束(7)与第一光轴参考基准线(10)成45°摆放；将栅格型分束器(7)安装栅格型分束器的微型调节机构(16)上，在第四激光器(15)的前面放置光阑(22)，调节光阑(22)的位置，使第四激光器(15)出射的激光经过光阑(22)的中心；然后调节栅格型分束器的角度和位置，使第二激光器(13)出射的光经栅格型分束器反射之后经过光阑(22)的小孔中心入射到第四激光器(15)的孔中，固定栅格型分束器(7)； 

步骤五、将多级大阶梯微反射镜(9)安装到多级大阶梯微反射镜的微型调节机构(17)、多级小阶梯微反射镜(8)安装到多级小阶梯微反射镜的微型调节机构(18)上；将光阑(22)移动到第一激光器(12)的前面，采用第一激光器(12)及光阑(22)对多级大阶梯微反射镜(9)进行调节，并固定多级大阶梯微反射镜(9)；将光阑(22)移动到第四激光器(15)的前面，采用第四激光器(15)以光阑(22)对多级小阶梯微反射镜进行调节，并固定多级小阶梯微反射镜(8)； 

步骤六、将光阑(22)移动到第一激光器(12)的前面；采用第一激光器(12)及光阑(22)对准直系统(2)进行调节，当准直系统的两端的镜片反射的光都通过光阑(22)的小孔中心的时候，固定准直系统(2)；将缩束系统(5)安装到缩束系统的微型调节机构(20)上；将光阑(22)移动到第四激光器(15)的前面，采用第二激光器(13)以及光阑(22)对缩束系统进行调节，当缩束系统的前后两端的镜片反射的光都通过光阑(22)的小孔中心的时候，固定缩束系统； 

步骤七、将四个激光器和光阑(22)都去除，然后将红外CCD6安放到基底上的微型调节机构(21)上，调节红外CCD(6)的位置，当在红外CCD上 清晰的两个多级阶梯微反射镜的像时，固定红外CCD。