[发明专利]一种消像散中阶梯光栅光谱仪

摘要

一种消像散中阶梯光栅光谱仪，包括集光单元、光栅分光单元、信号处理单元及显示单元；其中光栅分光单元主要包括入射孔、准直反射镜、中阶梯反射衍射光栅、透射衍射光栅、轮胎面反射镜；信号处理单元主要包括面阵光电探测器、A/D转换电路、光谱信号处理子单元。集光单元位于光栅分光单元之前，在集光单元之后随光路走向依次是入射孔、准直反射镜、中阶梯反射衍射光栅、透射衍射光栅、轮胎面反射镜及面阵光电探测器，入射孔位于集光单元的光路焦点处，集光单元出射光轴、入射孔与准直反射镜同轴；其中准直反射镜反射面面向入射孔且倾斜放置；透射衍射光栅位于中阶梯反射衍射光栅之后，且位于轮胎面反射镜之前，之后是信号处理单元。

主权项

一种消像散中阶梯光栅光谱仪，其特征在于：包括集光单元(1)、光栅分光单元、信号处理单元及显示单元(10)；其中光栅分光单元主要包括入射孔(2)、准直反射镜(3)、中阶梯反射衍射光栅(4)、透射衍射光栅(5)、轮胎面反射镜(6)；信号处理单元主要包括面阵光电探测器(7)、A/D转换电路(8)、光谱信号处理子单元(9)；集光单元(1)位于光栅分光单元之前，在集光单元(1)之后随光路走向依次是入射孔(2)、准直反射镜(3)、中阶梯反射衍射光栅(4)、透射衍射光栅(5)、轮胎面反射镜6)及面阵光电探测器(7)；入射孔(2)位于集光单元(1)的光路焦点处，集光单元(1)出射光轴、入射孔(2)与准直反射镜(3)同轴，其中准直反射镜(3)反射面面向入射孔(2)且倾斜放置；中阶梯反射衍射光栅(4)反射面与准直反射镜(3)的反射面相对，透射衍射光栅(5)位于中阶梯反射衍射光栅(4)之后，且位于轮胎面反射镜(6)之前，其中透射衍射光栅(5)的光栅刻线方向与中阶梯反射衍射光栅(4)的刻线方向之间的夹角75°<θ<90°；轮胎面反射镜(6)之后是面阵光电探测器(7)，轮胎面反射镜(6)的反射面与面阵光电探测器(7)的接收面相对；集光单元(1)接收目标物体发出的光信号，该光信号经入射孔(2)后入射到准直反射镜(3)上进行准直，准直后的光反射到中阶梯反射衍射光栅(4)上；中阶梯反射衍射光栅(4)将准直后的光进行多级次衍射分光后送至透射衍射光栅(5)；透射衍射光栅(5)将从中阶梯反射衍射光栅(4)衍射后的光再次进行单级次衍射分光后送至轮胎面反射镜(6)；轮胎面反射镜(6)将衍射后的光进行聚焦，并反射到面阵光电探测器(7)上；面阵光电探测器(7)对聚焦后的光进行探测，并将光信号转化为电信号；A/D转换电路(8)将面阵光电探测器(7)得到的模拟电信号转化为数字电信号，并交由光谱信号处理子单元(9)进行处理；所述光谱信号处理子单元(9)对数字电路信号进行处理和优化计算，除去杂散光的光谱信号，得到目标光谱特征信息；显示单元(10)显示出光谱特征信息。