CN102004283B - 光纤耦合怀特腔 - Google Patents

光纤耦合怀特腔 Download PDF

Info

Publication number
CN102004283B
CN102004283B CN2009100919585A CN200910091958A CN102004283B CN 102004283 B CN102004283 B CN 102004283B CN 2009100919585 A CN2009100919585 A CN 2009100919585A CN 200910091958 A CN200910091958 A CN 200910091958A CN 102004283 B CN102004283 B CN 102004283B
Authority
CN
China
Prior art keywords
concave mirror
big
adjusting bracket
optical fiber
little
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2009100919585A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102004283A (zh
Inventor
薛力芳
李芳�
刘育梁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Semiconductors of CAS
Original Assignee
Institute of Semiconductors of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Semiconductors of CAS filed Critical Institute of Semiconductors of CAS
Priority to CN2009100919585A priority Critical patent/CN102004283B/zh
Publication of CN102004283A publication Critical patent/CN102004283A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102004283B publication Critical patent/CN102004283B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

一种光纤耦合怀特腔，包括：一刚性平面底座；一小凹面镜调节架固定在底座上面的一侧，该小凹面镜调节架的内侧中间有一圆形小凹槽，在圆形小凹槽直径以外的上下对称部位开有两个圆形通孔，两个圆形通孔中心位于圆形小凹槽直径的延长线上；一小凹面镜镶嵌在小凹面镜调节架的小凹槽内；一上光纤准直镜及一下光纤准直镜，分别位于小凹面镜调节架的圆形通孔内；一平移台与小凹面镜调节架相对，固定在底座上面的另一侧，与小凹面镜调节架相对；一大凹面镜调节架固定位于平移台之上，其内侧中间有一圆形凹槽；一大凹面镜镶嵌在大凹面镜调节架的圆形凹槽内；一不锈钢网外罩罩扣在小凹面镜调节架和大凹面镜调节架之外，与底座固定。

Description

光纤耦合怀特腔
技术领域
本发明涉及一种光纤耦合怀特腔，尤其设计一种可直接用于光纤气体探测系统以增加气体吸收光程，从而提高探测精度的光纤耦合怀特腔。
背景技术
目前，光纤探测系统已部分实现实用化和批量生产，并向新型探测方向发展，基于光谱吸收技术的气体探测系统正是其重要的发展方向之一。由光谱吸收技术的原理可知，光通过气室的光程越长，探测的灵敏度就越高，而怀特腔的结构正是可将气体吸收光程有效的提高。
现有的怀特腔都是基于空间耦合的结构，可分为反射式和透射式两种耦合方式。反射式结构是通过离轴抛物镜将入射光耦合到怀特腔中进行气体吸收检测，经过怀特腔的出射光通过另一个离轴抛物镜聚焦到光电探测器件上进行数据的分析处理。而透射式的结构是利用小凸透镜代替离轴抛物镜实现光耦合。
综合以上两种耦合方式的怀特腔，可知空间耦合怀特腔具有很多弊端，比如空间光学器件与光纤之间的耦合要求精度较高，性能不稳定，损耗较大，不易便携等，因此现有的空间耦合怀特腔不论是结构上还是性能上都不利于在光纤探测系统中使用。本发明可实现光纤耦合的结构，即将空间耦合的怀特腔改进为光纤耦合的怀特腔，克服了空间耦合结构的种种弊端，可方便的用于光纤探测系统中，同时还做了防尘封装，便于在探测现场便携使用。
发明内容
为了克服现有的空间耦合怀特腔的损耗大、性能不稳定等缺点设计了光纤耦合的怀特腔。此新型结构的怀特腔的入射和出射光都是使用光纤准直镜来实现的，减小了整体器件的损耗，同时光路的调节更为简易，从而，器件的使用更为方便，稳定性也大大的提高了。
本发明使用了光纤准直镜，实现了光纤与空间光学器件之间的耦合；光路调节的实现，在光路中只需调节大凹面镜的俯仰和两个凹面镜之间的距离即可，结构简单，易于操作；使用了不锈钢网以防止外界灰尘的进入而使器件性能的下降。
本发明提供一种光纤耦合怀特腔，包括：
一刚性平面底座；
一小凹面镜调节架，该小凹面镜调节架固定在底座上面的一侧，该小凹面镜调节架的内侧中间有一圆形小凹槽，在圆形小凹槽直径以外的上下对称部位开有两个圆形通孔，两个圆形通孔中心位于圆形小凹槽直径的延长线上；
一小凹面镜，该小凹面镜镶嵌在小凹面镜调节架的小凹槽内；
一上光纤准直镜及一下光纤准直镜，该上下光纤准直镜分别位于小凹面镜调节架的圆形通孔内；
一平移台；该平移台与小凹面镜调节架相对，固定在底座上面的另一侧，与小凹面镜调节架相对；
一大凹面镜调节架，该大凹面镜调节架固定位于平移台之上，该大凹面镜调节架的内侧中间有一圆形凹槽；
一大凹面镜，该大凹面镜镶嵌在大凹面镜调节架的圆形凹槽内；
一不锈钢网外罩，该不锈钢网外罩罩扣在小凹面镜调节架和大凹面镜调节架之外，与底座固定；
该光纤耦合怀特腔主要是通过大小凹面镜光路的多次反射，以增大光程。
其中大凹面镜的直径大于小凹面镜调节架上的两个圆形通孔的外边缘的间距。
其中该大小凹面镜的直径分别是50mm和25mm。
其中大小凹面镜的中心位于同一主轴上，且焦距相同，焦距为50mm。
其中大小凹面镜的间距与焦距相同，间距为50mm。
其中大小凹面镜采用的是镀金膜，以使大小凹面镜在整个近红外波段都具有高反射的特性。
其中上下光纤准直镜的工作距离是200mm，即光在怀特腔中传输的光程，上下光纤准直镜的的工作波长是1550nm，与通讯波段相符，以减小器件的损耗。
其中上下光纤准直镜的间距小于大凹面镜的直径，以使上下光纤准直镜输出的光能入射到大凹面镜上，并且使光路在主轴附近以满足傍轴条件。
其中在平移台上有一平移旋纽，用于调整大小凹面镜调节架的间距。
其中在大凹面镜调节架背面的上下部位安装有两个俯仰旋纽，用于调整大凹面镜的俯仰角度，以使大小凹面镜平行。
本发明的有益效果是，可以直接使用在光纤气体探测系统中，在大幅度提高探测灵敏度的同时，具备损耗小、性能稳定、结构简单、易于便携使用等优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，其中：
图1是本发明的光纤耦合怀特腔的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本发明提供一种光纤耦合怀特腔，包括：
一刚性平面底座11，即要求底座无弹性形变且保证为平面，可使用小型光学平台进行改制，在有效保证刚性平面的基础上还便于固定各光学器件。
一小凹面镜调节架3，该小凹面镜调节架3固定在底座11上面的一侧，该小凹面镜调节架3的内侧中间有一圆形小凹槽31，在圆形小凹槽31直径以外的上下对称部位开有两个圆形通孔32，圆形通孔32的中心位于圆形小凹槽31直径的延长线上且圆形通孔32外边缘的间距小于大凹面镜7(大凹面镜7在之后提及)的直径；圆形小凹槽31和两个圆形通孔32的侧面均有螺纹通孔和螺钉，用以固定器件；圆形小凹面镜4镶嵌在小凹面镜调节架3的圆形小凹槽31内并由侧面的螺钉固定。
一上光纤准直镜2及一下光纤准直镜2’均与光纤1相连，该上下光纤准直镜2、2’分别位于小凹面镜调节架3的圆形通孔32内并由侧面的螺钉固定；其中上下光纤准直镜2、2’的工作距离与光在怀特腔中传输的光程相同，本器件选作200mm；上下光纤准直镜的2、2’的工作波长可视工作要求而定，可在通讯的C波段，例如1550nm，也可在基于光谱吸收技术的气体探测所使用的波段，以减小器件的损耗；其中上下光纤准直镜2、2’的间距小于大凹面镜7的直径，以使上下光纤准直镜2、2’输出的光能入射到大凹面镜上，并且使光路在主轴附近以满足傍轴条件。
一平移台9；该平移台9与小凹面镜调节架3相对，固定在底座11上面的另一侧；其中在平移台9上有一平移旋纽10，用于调整大小凹面镜调节架6、3的间距。
一大凹面镜调节架6，该大凹面镜调节架6固定位于平移台9之上，该大凹面镜调节架6的内侧中间有一圆形凹槽61；在圆形凹槽61的侧面安装有螺纹通孔和螺钉，用以固定器件；大凹面镜7镶嵌在大凹面镜调节架6的圆形凹槽61内并由螺钉固定；在大凹面镜调节架6背面的上下部位安装有两个俯仰旋纽8，用于调整大凹面镜7的俯仰角度，以使大小凹面镜7、4平行。
大凹面镜7的直径应大于小凹面镜调节架3上的两个圆形通孔32的外边缘的间距，要求大小凹面镜7、4的中心位于同一主轴上，且焦距相同，大小凹面镜7、4的间距与焦距相同；在器件中大小凹面镜7、4的直径分别取为50mm和25mm，焦距为50mm，大小凹面镜7、4的间距为50mm。
大小凹面镜7、4需镀在使用光波波段的高反射膜，器件中采用的是镀金膜，以使大小凹面镜7、4在整个近红外波段都具有高反射的特性，可减小整体器件的损耗。
一不锈钢网外罩12，该不锈钢网外罩12罩扣在小凹面镜调节架3和大凹面镜调节架6之外，与底座11固定，以防止外界灰尘的进入导致整体器件性能的下降，不锈钢网的密度可视使用环境的差异而调整。
该光纤耦合怀特腔主要是通过大小凹面镜7、4实现光路的多次反射，以增大光程。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求范围所界定的为准。

Claims (10)

1.一种光纤耦合怀特腔，包括：
一刚性平面底座；
一小凹面镜调节架，该小凹面镜调节架固定在底座上面的一侧，该小凹面镜调节架的内侧中间有一圆形小凹槽，在圆形小凹槽直径以外的上下对称部位开有两个圆形通孔，两个圆形通孔中心位于圆形小凹槽直径的延长线上；
一小凹面镜，该小凹面镜镶嵌在小凹面镜调节架的小凹槽内；
一上光纤准直镜及一下光纤准直镜，该上下光纤准直镜分别位于小凹面镜调节架的圆形通孔内；
一平移台；该平移台与小凹面镜调节架相对，固定在底座上面的另一侧，与小凹面镜调节架相对；
一大凹面镜调节架，该大凹面镜调节架固定位于平移台之上，该大凹面镜调节架的内侧中间有一圆形凹槽；
一大凹面镜，该大凹面镜镶嵌在大凹面镜调节架的圆形凹槽内；
一不锈钢网外罩，该不锈钢网外罩罩扣在小凹面镜调节架和大凹面镜调节架之外，与底座固定；
该光纤耦合怀特腔是通过大小凹面镜光路的多次反射，以增大光程。
2.根据权利要求1所述的光纤耦合怀特腔，其中大凹面镜的直径大于小凹面镜调节架上的两个圆形通孔的外边缘的间距。
3.根据权利要求1或2所述的光纤耦合怀特腔，其中该大小凹面镜的直径分别是50mm和25mm。
4.根据权利要求1或2所述的光纤耦合怀特腔，其中大小凹面镜的中心位于同一主轴上，且焦距相同，焦距为50mm。
5.根据权利要求1或2所述的光纤耦合怀特腔，其中大小凹面镜的间距与焦距相同，间距为50mm。
6.根据权利要求1或2所述的光纤耦合怀特腔，其中大小凹面镜采用的是镀金膜，以使大小凹面镜在整个近红外波段都具有高反射的特性。
7.根据权利要求1所述的光纤耦合怀特腔，其中上下光纤准直镜的工作距离是200mm，即光在怀特腔中传输的光程，上下光纤准直镜的的工作波长是1550nm，与通讯波段相符，以减小器件的损耗。
8.根据权利要求1所述的光纤耦合怀特腔，其中上下光纤准直镜的间距小于大凹面镜的直径，以使上下光纤准直镜输出的光能入射到大凹面镜上，并且使光路在主轴附近以满足傍轴条件。
9.根据权利要求1所述的光纤耦合怀特腔，其中在平移台上有一平移旋纽，用于调整大小凹面镜调节架的间距。
10.根据权利要求1所述的光纤耦合怀特腔，其中在大凹面镜调节架背面的上下部位安装有两个俯仰旋纽，用于调整大凹面镜的俯仰角度，以使大小凹面镜平行。
CN2009100919585A 2009-09-02 2009-09-02 光纤耦合怀特腔 Expired - Fee Related CN102004283B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100919585A CN102004283B (zh) 2009-09-02 2009-09-02 光纤耦合怀特腔

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100919585A CN102004283B (zh) 2009-09-02 2009-09-02 光纤耦合怀特腔

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102004283A CN102004283A (zh) 2011-04-06
CN102004283B true CN102004283B (zh) 2012-05-23

Family

ID=43811794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009100919585A Expired - Fee Related CN102004283B (zh) 2009-09-02 2009-09-02 光纤耦合怀特腔

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102004283B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102253489B (zh) * 2011-05-27 2012-09-05 清华大学 单位放大倍率多光程光路像散补偿方法及其系统
CN104749740A (zh) * 2013-12-26 2015-07-01 上海伟钊光学科技股份有限公司 光纤光程池
CN104749705A (zh) * 2013-12-26 2015-07-01 上海伟钊光学科技股份有限公司 光纤传感器光路系统
CN104316462A (zh) * 2014-10-14 2015-01-28 安徽皖仪科技股份有限公司 一种m形长光程气室
CN105607166A (zh) * 2014-11-25 2016-05-25 苏州谱道光电科技有限公司 一种多次反射光学样品分析系统
CN104502292A (zh) * 2014-12-24 2015-04-08 郑州光力科技股份有限公司 痕量气体传感器光路系统及气室
CN110231288B (zh) * 2018-03-06 2022-04-08 徐州旭海光电科技有限公司 一种紧凑和稳定的光程气室

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6686594B2 (en) * 2001-10-29 2004-02-03 Air Products And Chemicals, Inc. On-line UV-Visible light halogen gas analyzer for semiconductor processing effluent monitoring
CN1758051A (zh) * 2005-07-19 2006-04-12 中国科学院安徽光学精密机械研究所 基于气体相关滤波的非分散红外法多组份气体分析仪
CN101042340A (zh) * 2007-04-30 2007-09-26 西安交通大学 一种光纤传输的红外吸收式甲烷气体的检测方法
US7288770B2 (en) * 2005-01-12 2007-10-30 Cerex Environmental Services Real-time UV spectroscopy for the quantification gaseous toxins utilizing open-path or closed multipass white cells
US7298490B2 (en) * 2005-09-30 2007-11-20 Los Gatos Research Hydrogen sensor based upon quadrupole absorption spectroscopy
CN101308090A (zh) * 2008-06-09 2008-11-19 中国科学技术大学 一种火场多参量激光波长调制光谱检测方法和装置
CN201210140Y (zh) * 2008-06-09 2009-03-18 中国科学技术大学 火场多参量激光波长调制光谱检测装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6686594B2 (en) * 2001-10-29 2004-02-03 Air Products And Chemicals, Inc. On-line UV-Visible light halogen gas analyzer for semiconductor processing effluent monitoring
US7288770B2 (en) * 2005-01-12 2007-10-30 Cerex Environmental Services Real-time UV spectroscopy for the quantification gaseous toxins utilizing open-path or closed multipass white cells
CN1758051A (zh) * 2005-07-19 2006-04-12 中国科学院安徽光学精密机械研究所 基于气体相关滤波的非分散红外法多组份气体分析仪
US7298490B2 (en) * 2005-09-30 2007-11-20 Los Gatos Research Hydrogen sensor based upon quadrupole absorption spectroscopy
CN101042340A (zh) * 2007-04-30 2007-09-26 西安交通大学 一种光纤传输的红外吸收式甲烷气体的检测方法
CN101308090A (zh) * 2008-06-09 2008-11-19 中国科学技术大学 一种火场多参量激光波长调制光谱检测方法和装置
CN201210140Y (zh) * 2008-06-09 2009-03-18 中国科学技术大学 火场多参量激光波长调制光谱检测装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
倪家升，宋志强，刘统玉，王昌，王哲.光纤痕量气体检测系统的研究.《山东科学》.2008,第21卷(第6期),全文. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN102004283A (zh) 2011-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102004283B (zh) 光纤耦合怀特腔
CN105627857A (zh) 卷尺
SE450977B (sv) Optiskt element for placering mellan en stralningskella och en derfor avsedd detektor
KR100763974B1 (ko) 중적외선 파면센서의 광축정렬 장치 및 그 방법
US7254290B1 (en) Enhanced waveguide metrology gauge collimator
CN201004103Y (zh) 单纤多向光电模块
US20080107378A9 (en) Device for transferring optical signals by means of planar optical conductors
CN109000591B (zh) 一种偏心差测量仪
US6934478B2 (en) Bidirectional optical communication device and bidirectional optical communication apparatus
JP2005024617A (ja) 光送信器
CN216206068U (zh) 一种光谱共焦内径测量探头
ITMI20001396A1 (it) Ricettrasmettitore per sistema di telecomunicazioni ottiche in aria erelativo metodo
JP2012083163A (ja) 分光装置
KR200260592Y1 (ko) 원격검침을 위한 광센싱시스템
CN210923472U (zh) 用于激光甲烷遥测仪的光线接收装置
CN211783861U (zh) 一种新型光谱分析装置及系统
CN106500891B (zh) 玻璃表面应力检测装置以及用于其的检测棱镜
KR101894798B1 (ko) 망원경을 이용한 유해물질 검출용 광송수신부
WO2020000776A1 (zh) 一种光学装置
KR20190017605A (ko) 분광 센서 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기
CN117347317B (zh) 用于频域光学相干层析成像系统的大深度光谱仪及其应用
CN219657489U (zh) 一种光谱检测设备
CN211086082U (zh) 一种浊度测量装置
CN219200630U (zh) 一种紫外检测器的离轴光路系统
CN212320911U (zh) 一种组合式多功能光栅光谱仪

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120523

Termination date: 20130902