[发明专利]辐射探测器

说明书

本发明涉及辐射探测器，特别是涉及一种小到足以手持的耐用的装置。

作为耐用的且精确的光谱手持装置的一个用途是测量来自太阳的紫外光辐射。目前许多国家所关心的是来自太阳的UV辐射对活组织，特别是对人类健康的影响。目前使用的探测器，尽管在广泛地使用，但不是不够精确，就是太大，太重。

已知的耐用的辐射探测器的结构都是把所有的零部件或者基本全部部件都装在透明的辐射主体上，探测器内的辐射路径实际上都在主体内。

这种结构在Carl Zeiss-Stiftung的美国专利US-5,159，404中公开，其中，二极管阵列的光谱仪包括一个双凸透镜，该透镜具有一个装在一个凸面上的凹面光栅，而二极管阵列与另一个凸面隔开一个很小的距离。所述的装置置于一个小的空气隙，以便使二极管阵列能摆动，修正载体的容差变化。该装置使用一个难于制造或者难于装到凸面上的变曲的衍射光栅。

另一种结构是在波音公司的PCT专利申请中所描述的，其公开号为WO92/11517，其中，用于波长分割的多路传输系统的多路信号分离器/控测器包括一个平面波导，该波导具有一个装在弯曲的边缘上的行间隔可调的衍射光栅，和一个装在直的边缘上的二极管阵列。这种装置耐用，且没有空气隙，但制造复杂。

对于信号分离器单元和凸透镜的不同结构Y.Fujii等在“OpticalDemultiplexer Utilizing an Ebert Mounting Silicon Grating”中已经披露(见“Journal of Lightwave Technology”Vol.LT-2，No.5.Oct.1984，New York，US，pp731-734)。这些单元包括一根输入光纤，一个反射镜，一个平面的衍射光栅，和一根输出光纤，由输入光纤进入信号分离器的辐射由反射镜反射到衍射光栅上，然后反射至所述反射镜，然后进入输出光纤，该结构具有较大或较小程度的辐射反射损失，并具有象差。

本发明的目的在于提供一种制造简单、能实现光源的光谱和强度都能测量的辐射探测器。

按照本发明，辐射探测系统包括一个在一个面上具有入射孔装置(18)的用于接收辐射的能透过辐射的波导(10)，一个具有联接辐射探测装置(24)的第一平面(23)，一个接收来自入射孔装置(18)的弯曲的反射面(20，22)，和一个接收来自弯曲的反射面(20，22)的辐射的并具有与之相联接的平面的衍射光栅(28)的第二平面(26)，按照这样的结构，弯曲的反射面(20，22)和平面的衍射光栅(28)聚焦来自入射孔装置(18)的发散辐射(36，38)，其特征在于辐射探测装置(24)是装在与衍射光栅(28)不同的面上，由衍射光栅(28)衍射的辐射(36，38)直接作用在辐射探测器装置(24)上，且所要求的光谱带和光谱级聚焦在辐射探测器装置(24)上。

优选的弯曲的反射面把辐射作为一个汇聚光束引入平面的衍射光栅上。

汇聚光束的中心光线优选地是与光栅的法线成较小的角度入射到平面衍射光栅上。

第一级光谱优选地是聚焦在辐射探测器装置上，且该光谱优选地是位于光栅的法线的，与入射的汇聚光束的中心光线相对的一侧上。

弯曲的反射面可选择地具有决定于反射率的波长，这就是说，在所要求的光谱带内的辐射是朝平面方向反射，而在另外波长上的辐射是在波导之外传输，这种反射特性是通过使用电介质涂覆实现。

另外，在入射孔装置之外有一个滤色器装置，该装置实际上只传输在所要求的光谱带内的辐射。

辐射探测系统可选择的是对紫外线敏感的，且由多个紫外线敏感的探测器组成，第一级光谱可选择地聚焦在多个探测器上。

入射孔装置可以是在波导输入面上遮光涂层中的一条狭隙，或者是一个光管。

所选择的波导的外表面可以任意地用辐射衰减层覆盖，如中性密度滤色材料，以便减少不希望的内反射。

滤导优选的是具有上下面形式的平面波导，所述面能在所要求的光谱带中内部地反射辐射，由此，改进了效率，且通过入射孔入射的光谱带的辐射没有损耗。上下面可以任意地进行反射涂覆，或者使之具有改进的反射率，以便增加整个的内部反射。

使用时，至少一个辐射探测器或探测器阵列可选择地接合到平面探测器面上，所说的探测器(或探测器阵列)连接到电路装置和显示装置上，以便对入射在入射孔装置上的辐射强度提供一个适当

所选择的波导的外表面可以任意地用辐射衰减层覆盖，如中性密度滤色材料，以便减少不希望的内反射。