CN1007375B - 单色仪 - Google Patents

Abstract

单色仪，通过在光路中设置反射部件或衍射部件，该单色仪能够起到单单色仪或双单色仪的作用。反射部件和色散部件都被设置在可用旋转驱动装置使其旋转的旋转平台上，以便可以把所述光学装置中的一个设置在所述光路中，从而使单色仪能根据被测的物体而起到最佳作用。

Description

本发明涉及用于分光光度计或类似仪器的单色仪。

所用的单色仪有单单色仪和双单色仪构成，其中单色仪在光路中放置有一个色散部件，双单色仪在光路中放置有两个相互串联的色散部件，单单色仪结构简单，但含有许多漫射光;而双单色仪含有较少的漫射光，但灵敏度减低，即光强较弱。事实上，这些单色仪不仅有优点，而且也有不足之处。能否恰当的使用此类或其它类单色仪，取决于被测量的物体。

在已知的单单色仪和双单色仪中，进行了适当的设计。以便在使用中选择并可互换地转换作为色散部件的衍射部件。

然而就这两种情况而言，在单单色仪中使用一个衍射光栅进行转换，而在双单色仪中使用一对或两对成对提供的衍射光栅。因此，单单色仪没有其它功能，双单色仪也同样没有其它功能，所以，它们仅仅在其各自专用范围内使用，而不能超出这个范围。

因此，由于在进行各种测量时，既要事先准备单单色仪，又要事先准备双单色仪，所以不方便。

本发明的目的之一是要提供根据被测物体来选择单单色仪或双单色仪的单色仪。

为了在光路中相互串联地设置两个具有一个或多个色散部件的分光器，提供了依照本发明的单色仪，在一个或两个分光器中设置了反 射镜，该反射镜可以固定在与色散部件相等价的位置上，以便用它来转换色散部件。

可作为色散部件用的，有象球形，椭球形或环形衍射光栅那样的凹面衍射光栅，或象红外光栅，阶梯光栅成薄片衍射光栅这样的平面衍射光栅。另一方面，建议用平面镜或凹面镜作反射镜。

现在结合附图描述本发明提出的最佳实施方案。在附图中：

图1是表示本发明的一个实施的原理性示意图;

图2是表示图1表示本发明实施方案中所用旋转机构的剖视图。

图3和图4是表示本发明另一个实施方案的原理示意图。

图1显示了本发明的第一实施方案，其中，第一和第二分光器12相互串联地设置在光路中。S1、S2、S3分别表示入射，中间和出射狭缝。

第一分光器1安装在旋转平台3的中心。该旋转平台3带有凹面光栅G1和凹面反射镜M1。通过旋转平台3，来选择G1或者选择M1，并使之朝向光路方向。当选择凹面光栅G1时，转动旋转底座3并产生波长扫描。另一方面，当选择凹面镜M1，以适当的方式对凹面镜进行固定，以使凹面镜M1把入射狭缝S1的象聚焦在中间狭缝S2处。

第二分光器设置在带有凹面衍射光栅G2、G3的旋转底座4的中心，G2、G3具有不同的闪耀波长。通过转动旋转底座4来选择G2或者G3，并使之朝向光路方向，旋转底座4适于旋转并产生波长扫描。

具有多个光栅的旋转平台4的各种旋转机构是从所周知的，本发明适用于采用这些已知机构中的任何一种，就旋转平台3而言，可以 采用与旋转平台4相似的已知旋转机构，来选择凹面光栅G1和凹面镜M1中的一个，如选择了后者，要加上不同的机构，以把凹面镜M1固定在预定的方向。

在图2中显示了可用于这种旋转平台3的一种旋转机构。

旋转平台3被紧固地安装在脉冲马达5的旋转轴上，旋转平台3包括凹面光栅G1凹面镜M1。与凹面光栅G1和凹面镜对应的凸缘6、7被设置在旋转平台3的周边上，并用聚光耦合器8这样的检测器对其进行检测。由光耦合器8产生的检测信号被用来控制脉冲马达5的运转。

旋转平台3和脉冲马达5也都固定在旋转轴9上，该轴带有承载装置，在该承载装置上装有正弦柄10。当选择凹面光栅G1时，就把支柱11取出来，而当选择凹面镜M1时，则把支柱11插进去。

更具体地说，当选择了凹面光栅G1时，通过转动正弦柄10，并用脉冲马达5转动凹面光栅G1，使凹面光栅G1对准光路以提供波长扫描。当选择凹面镜M1且使之对准光路时，支柱11阻止了正弦柄10的移动，从而使凹面镜M1被固定在给定的方向。

作为一种选择，也可以把设置有第二分光器2的旋转平台4的旋转机构作成另一种形式，在其中取消了图1所示旋转机构中的支柱11。

当本发明被用作单单色仪时，选择第一分光器1中的凹面镜M1，如果本发明被用作双单色仪时，则选择第一分光器1中的凹面光栅G1。在其中的任何一种情况下，第二分光器要选择凹面光栅G2或G3。

图3显示了本发明的第2个实施方案，其中，在光路中相互串联 地设置了第一和第二分光器21、22。如图所示，第1分光器21包括凹面镜M2和两个具有不同闪耀波长的凹面光栅G4、G5，第2分光器22带有凹面镜M3和两个具有不同闪耀波长的凹面衍射光栅G6、G7。

当本发明的这一实施方案被用作单色仪时，第一和第二分光部分别选择凹面镜M2和凹面光栅G6、G7中的一个;或者，作为另一种选择，也可以分别选择凹面光栅G4、G5中的一个和凹面镜MM2。

更进一步地，当本发明用作双单色仪时，第一和第二分光器21和22被用来分别选择凹面光栅G4或G5中的一个和凹面光栅G6或G7中的一个。

虽然所述本发明的前述实施方案提供了带有凹面光栅和凹面镜的分光器，但应当理解到，把平面衍射光栅与平面镜配合使用，可构成利特罗（Littrow）型切尔尼-特纳（Czerny-Turner）装置。

图4显示了另一个实施方案，其中，分光器31设置有平面衍射光栅G8和平面镜M4，以便把切尔尼-特纳型装置应用到其上。在来自第一分光器31的光路的两边设置了聚光凹面镜MR1和NR2。

第2分光器32包括3个具有不同闪耀波长的平面衍射光栅G9-G11，且在来自它的光路的两侧设置有聚光凹面镜MR3和MR4。

当第一分光器选择平面光栅G8时，依照这个实施方案的单色仪起双单色仪的作用，而当选择平面镜M4时，依照这个实施方案的单 色仪也起单单色仪的作用。

如同图1所示的实施方案，在图3、图4所示的实施方案中，对于各个分光器，可以使用相同的旋转机构。

依照本发明，可以有选择地把一个单色仪用作单单色仪或双单色仪，例如，这样的装置不仅可在需要严格的感光测量时，即当提供了一个完整的球壳并减弱光束时，作为单单色仪使用，而且可在对其有高吸收率和低透射率的透明样品进行测量时，或在要求高度的单色性时，用作双单色仪。

如上面所述，虽然仅仅提供了一个装置，也可以有效而方便地根据测量目前和被测量物体，来使用依照本发明的单色仪。

Claims (8)

1、单色仪，它确定了一条通过它的光路，所述单色仪包括：

位于所述光路起始处的入射狭缝。

位于所述光路上并位于所述入射狭缝之后的第一分光器。该第一分光器包括至少一个用于反射沿着所入射光路的光的第一反射部件和用于色散沿着所述光路的光的第一色散部件，所述第一反射部件和所述第一色散部件被设置在可绕第一轴转动的第一旋转平台上，通过转动所述旋转平台可交替地选用所述第一反射部件和第一色散部件二者之一。

设在所述光路上并位于所述第一分光器之后的中间狭缝。所述第一分光器把来自所述入射狭缝的光投向所述中间狭缝，

设置在所述光路上并位于所述中间狭缝之后的第二分光器。所述第二分光器包括至少一个用于衍射沿所述光路的光的第二色散部件，所述第二色散部件被设置在可绕第二轴转动的旋转平台上，

设置在所述光路上并位于所述第二分光器之后的出射狭缝，所述第二分光器把来自所述中间狭缝的光投向所述出射狭缝。

2、如权利要求1所要求的单色仪，进一步包括多对聚光凹面镜，所述每对聚光凹面镜中各对都设置在各个所述分光器的前和后方的所述光路中。

3、如权利要求1所述的单色仪，其中所述反射部件是从平面镜和凹面镜中选出的。

4、如权利要求1所述的单色仪，其中所述色散部件包括至少一个从平面光栅和凹面光栅中选出的色散部件。

5、如权利要求1所述的单色仪，进一步包括使上述平台绕所述轴转动的旋转装置，从而可有选择地在所述光路中对所述反射部件或所述色散部件进行定位。

6、如权利要求5所述的单色仪，其中所述旋转装置包括被用来驱动所述底座旋转的脉冲马达，和使所述底座停止在预定位置的位置固定装置。

7、如权利要求6所述的单色仪，其中所述平台是圆形的，所述位置固定装置包括：

多个设置在所述平台周边上的凸缘，至少一个所述凸缘对应于所述反射部件，并且至少一个所述凸缘对应于所述色散装置。

光耦合器装置，用于在所述平台旋转时，检测所述凸缘的位置。所述光耦合器装置输出用于控制所述脉冲马达运转的控制信号。

8、如权利要求7所述的单色仪，所述定位装置进一步包括正弦柄装置和支柱，所述支柱与所述正弦柄装置相接触，从而在选择所述反射部件时阻止所述平台的移动，当选择所述时，移去所述支柱使其不与正弦柄接触。

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