[实用新型]全焦面零像散成像光谱仪

说明书

本实用新型提供一种全焦面零像散成像光谱仪，包括：入射板、光学器件、校正板、成像反射镜和探测器；光学器件用于将经过其的光束进行分光，入射板上设有用于信号光射入的入射狭缝；信号光经入射狭缝射入，经过所述光学器件、校正板和成像反射镜后聚焦成像于所述探测器上；其中，所述校正板位于所述入射板与光学器件之间，和/或所述校正板位于所述光学器件与成像反射镜之间；该光谱仪利用校正板校正其光学系统的球差、慧差和像散，不仅实现全焦面零像散校正，且大大提高了该成像光谱仪的分辨率及其成像质量；另外，将校正板置于该光谱仪中的不同的光学器件之间，提高该光谱仪的灵活性。

技术领域

本申请涉及光电光谱仪器技术领域，尤其涉及一种全焦面零像散成像光谱仪。

背景技术

光谱仪器是研究、测定光辐射的频率、强度特性及其变化规律的光学仪器，是光学检测领域的一个重要工具，光谱仪通过探测与物质相互作用后的光信号以实现对物质结构和成分的探测与分析，常见的有拉曼光谱仪、荧光光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪等。现有商用光谱仪最为常用的是切尼特纳结构光谱仪（Czerny-Turner Spectrograph, C-T光谱仪），C-T光谱仪存在球差、慧差和像散等光学像差，像差的存在使狭缝拟失真并且变得模糊，导致光谱测量的准确度和精度下降，影响光谱仪的分辨率。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种全焦面零像散成像光谱仪，该光谱仪利用校正板提高成像光谱仪分辨率及其成像质量。

为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案：

根据本实用新型实施例提供一种全焦面零像散成像光谱仪，包括：入射板、光学器件、校正板、成像反射镜和探测器;所述入射板上设有用于信号光射入的入射狭缝；所述光学器件用于将经过其的光束进行分光;信号光经所述入射狭缝射入，经过所述光学器件、校正板和成像反射镜后聚焦成像于所述探测器上；其中，所述校正板位于所述入射板与光学器件之间，和/或所述校正板位于所述光学器件与成像反射镜之间。

优选地，所述光学器件包括反射式凹面衍射光栅，所述信号光经所述入射板照射至所述反射式凹面衍射光栅上，经所述反射式凹面衍射光栅的反射后射入所述校正板；或者所述信号光经所述入射板照射至所述校正板上，校正后的所述信号光射入所述反射式凹面衍射光栅上，再经所述成像反射镜聚焦至所述探测器。

优选地，所述光学器件包括准直反射镜与平面反射式衍射光栅或色散棱镜，所述信号光经所述入射板照射至所述准直反射镜上，准直后的平行光束经所述平面反射式衍射光栅或色散棱镜色散至所述校正板上，再反射至所述成像反射镜后聚焦成像于所述探测器上；或者

所述信号光经所述入射板照射至所述校正板上，校正后的所述信号光射入所述准直反射镜上，校正并准直后的平行光束经所述平面反射式衍射光栅色散或色散棱镜至所述成像反射镜上，再聚焦到所述探测器上。

优选地，所述校正板包括第一校正板与第二校正板，所述第一校正板位于所述入射板与光学器件之间，所述第二校正板位于所述光学器件与成像反射镜之间。

优选地，所述光学器件与所述成像反射镜之间的距离等于所述成像反射镜反射面的曲率半径。

优选地，所述准直反射镜与成像反射镜包括凹面反射镜，且其面型包括球面或非球面，所述非球面包括偶次非球面、轮胎面、或自由曲面。

优选地，所述平面反射式衍射光栅包括刻划光栅或全息光栅。

优选地，所述校正板包括施密特校正板，所述施密特校正板包括偶次非球面反射镜。

优选地，所述入射狭缝的形状为矩形或者圆形。

优选地，所述探测器包括平面探测器或单点探测器，所述平面探测器为CCD、CMOS或PDA，所述单点探测器为光电二极管、光电倍增管或单光子计数器。

本申请的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：