CN102818633A - 原子束荧光收集装置 - Google Patents

原子束荧光收集装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102818633A
CN102818633A CN2012103195888A CN201210319588A CN102818633A CN 102818633 A CN102818633 A CN 102818633A CN 2012103195888 A CN2012103195888 A CN 2012103195888A CN 201210319588 A CN201210319588 A CN 201210319588A CN 102818633 A CN102818633 A CN 102818633A
Authority
CN
China
Prior art keywords
plano
convex lens
convex
lens
concave
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.)
Granted
Application number
CN2012103195888A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102818633B (zh
Inventor
刘辉
任洁
常宏
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.)
National Time Service Center of CAS
Original Assignee
National Time Service Center 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 National Time Service Center of CAS filed Critical National Time Service Center of CAS
Priority to CN201210319588.8A priority Critical patent/CN102818633B/zh
Publication of CN102818633A publication Critical patent/CN102818633A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102818633B publication Critical patent/CN102818633B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

一种原子束荧光收集装置，在安装板上设激光器、原子加热炉、真空装置，安装板上垂直光轴方向上正向设荧光收集透镜组、反向设置有凹面镜组。荧光收集透镜组为：安装板上垂直光轴方向上正向设荧光镜筒，荧光镜筒内下部设置有L1平凸透镜，L1平凸透镜上端面上方设置有L2平凸透镜，L2平凸透镜上端面上方光出射方向上设置有L3平凸透镜，L3平凸透镜上端面上方设置有L4平凸透镜，L1平凸透镜、L2平凸透镜、L3平凸透镜、L4平凸透镜的镜面上真空交替蒸镀有增透膜。凹面镜组为：安装板上垂直光轴方向上负向设置有凹面镜筒，凹面镜筒内垂直光轴方向光出射方向负向设置有凹面反射镜，凹面反射镜的镜面上真空蒸镀有高反膜。

Description

原子束荧光收集装置
技术领域
本发明属于光学器件技术领域，具体涉及一种用于原子束荧光收集的复杂透镜装置。
背景技术
目前原子物理实验中关于原子分子谱线的探测大多是在热原子束中进行，主要因为热原子能有效地克服谱线的多普勒展宽和碰撞加宽对探测分辨率的影响，从而提高光谱检测的分辨率。
对于光谱探测，首先要对原子或分子发出来的荧光有较高的收集率和信噪比，特别是对于荧光较弱的谱线，信噪比的提高尤其重要。现有的原子束真空装置发出来的荧光十分微弱以致用肉眼无法观测到，探测出的荧光谱线达不到理想的信噪比，从而影响实验进程。
这种原子束真空装置的荧光收集一般采用一个光学成像镜头，将荧光聚集到探测器的感光元件表面。由于感光面积小的探测器电容小，响应速度快，对原子或分子线宽窄的谱线意义非凡，这就要求将荧光聚集到尽可能小的面积内，典型值为1cm2内或更小。要达到高的荧光收集率是很困难的。要尽可能高效收集荧光，需要聚焦镜头对荧光发射点具有大的立体角，镜头离荧光发射区要尽可能近。镜头应该贴近于探测窗口平面。在此条件下，荧光收集存在以下几点困难：
荧光发射区离镜头很近，要得到缩小的像就需要收集装置的光焦度很大，但通光孔径（玻璃法兰窗口直径）的大小限制了光焦度的增大。荧光发射区域尺寸直径约30mm、物距约60mm，通光孔径尺寸为35mm，远不能满足傍轴成像近似条件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述原子束真空装置的缺点，提供一种收集率高、生产成本低的原子束荧光收集装置。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：在安装板上设置有激光器、原子加热炉、真空装置，激光器的激光出射方向与原子加热炉的光出射方向在同一个平面内相互垂直，安装板上垂直光轴方向上正向设置有荧光收集透镜组、反向设置有凹面镜组。本发明的荧光收集透镜组为：安装板上垂直光轴方向上正向设置有荧光镜筒，荧光镜筒内下部设置有光入射面为凸面向下、出射面为平面向上的L1平凸透镜，距离L1平凸透镜上端面上方1～12mm处光出射方向上设置有光入射面为凸面向下、出射面为平面向上的L2平凸透镜，L1平凸透镜和L2平凸透镜凸面的曲率半径为34.0mm～39.0mm，距离L2平凸透镜上端面上方1～10mm处光出射方向上设置有光入射面为凸面向下、出射面为平面向上的L3平凸透镜，距离L3平凸透镜上端面上方1～3mm处光出射方向上设置有光入射面为平面向下、出射面为凸面向上的L4平凸透镜，L3平凸透镜和L4平凸透镜的凸面曲率半径为22.0～26.0mm；在L1平凸透镜、L2平凸透镜、L3平凸透镜、L4平凸透镜的镜面上真空交替蒸镀有增透膜。本发明的凹面镜组为：安装板上垂直光轴方向上负向设置有凹面镜筒，凹面镜筒内垂直光轴方向光出射方向负向设置有光入射面为凹面向上、出射面为平面向下的凹面反射镜，凹面反射镜凹面的曲率半径为70.0～110mm，凹面反射镜的镜面上真空蒸镀有高反膜。
本发明的L1平凸透镜与L2平凸透镜凸面的曲率半径相等，L3平凸透镜与L4平凸透镜的凸面曲率半径相等。
本发明的L1平凸透镜、L2平凸透镜、L3平凸透镜、L4平凸透镜的镜面上真空交替蒸镀的增透膜为二氧化硅和二氧化锆，真空交替蒸镀8～12层；凹面反射镜的镜面上真空蒸镀的高反膜为氟化镁和氟化钙，真空交替蒸镀10～18层。
本发明采用激光器发出的激光束和原子加热炉喷出的原子束相互垂直交汇在真空装置内并发生相互作用，与激光相互作用后原子形成一个荧光体并产生荧光，一部分荧光从真空装置的上探测窗口射出到荧光收集透镜组，经荧光收集透镜组收集后，形成一个缩小的像于探测器的感光原件表面，另一部分从真空装置的下探测窗口射出到凹面镜组，经凹面镜组反射后，被荧光收集透镜组收集，同样形成一个缩小的像于探测器的感光原件表面。从真空装置的上下两个探测窗口出射的荧光同时都被本发明高效率地收集到探测器的感光原件表面，从而大大提高了光谱探测的信噪比。
附图说明;
图1是本发明实施例1的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和各实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
在图1中，本实施例的原子束荧光收集装置由激光器1、真空装置2、荧光镜筒3、L4平凸透镜4、L3平凸透镜5、L2平凸透镜6、L1平凸透镜7、原子加热炉8、凹面镜筒9、凹面反射镜10、安装板11联接构成。
安装板11上用螺纹紧固连接件固定联接有激光器1、真空装置2、原子加热炉8，激光器1、真空装置2、原子加热炉8位于同一个水平面内。激光器1发出的激光和原子加热炉8喷出的原子束交汇在真空装置2内，激光器1的激光出射方向与原子加热炉8喷出的原子束运动方向在同一个平面内且相互垂直，激光器1为本发明提供激光光源。激光与原子束在真空装置2中相互作用后产生的荧光从上、下两荧光探测窗口射出。
安装板11上垂直光轴方向上正向用螺纹紧固联接件固定联接安装有荧光镜筒3，荧光镜筒3内下部安装有L1平凸透镜7，L1平凸透镜7的光入射面为凸面向下、光出射面为平面向上，凸面的曲率半径为36.5mm，L1平凸透镜7的镜面上真空蒸镀有增透膜，透膜为二氧化硅和二氧化锆，真空交替蒸镀10层。距离L1平凸透镜7上端面上方6.5mm处光出射方向上安装有L2平凸透镜6，L2平凸透镜6的光入射面为凸面向下、出射面为平面向上，凸面的曲率半径为36.5mm，L2平凸透镜6的镜面上真空蒸镀有增透膜，透膜为二氧化硅和二氧化锆，真空交替蒸镀10层。距离L2平凸透镜6上端面上方5.5mm处光出射方向上安装有L3平凸透镜5，L3平凸透镜5的光入射面为凸面向下、出射面为平面向上，凸面的曲率半径为20.0mm，L3平凸透镜8的镜面上真空蒸镀有增透膜，透膜为二氧化硅和二氧化锆，真空交替蒸镀10层。距离L3平凸透镜5上端面上方2mm处光出射方向上安装有L4平凸透镜4，L4平凸透镜4的光入射面为平面向下、出射面为凸面向上，凸面的曲率半径为20.0mm，L4平凸透镜8的镜面上真空蒸镀有增透膜，透膜为二氧化硅和二氧化锆，真空交替蒸镀10层。荧光镜筒3、L4平凸透镜4、L3平凸透镜5、L2平凸透镜6、L1平凸透镜7构成荧光收集透镜组。
在真空装置2的下探测窗口正下方安装板11上用螺纹紧固联接件固定联接安装有凹面镜筒9，凹面镜筒9内垂直光轴负向安装有凹面反射镜10，凹面反射镜10的光入射面为凹面向上、光出射面为平面向下，凹面反射镜10的曲率半径为90.0mm，凹面反射镜10的镜面上真空蒸镀有高反膜，高反膜为氟化镁和氟化钙，真空交替蒸镀14层。凹面镜筒9与凹面反射镜10构成本实施例的凹面镜组。
实施例2
本实施例中，在荧光镜筒3内距离L1平凸透镜7上端面上方1mm处光出射方向上安装有L2平凸透镜6，L2平凸透镜6的凸面向下、平面向上，L1平凸透镜6和L2平凸透镜7的凸面曲率半径为34.0mm，距离L2平凸透镜6上端面上方1mm处光出射方向上荧光镜筒3内安装有L3平凸透镜5，L3平凸透镜5的凸面向下、平面向上，凸面的曲率半径为20.0mm，距离L3平凸透镜5上端面上方1mm处光出射方向上荧光镜筒3内安装有L4平凸透镜4，L4平凸透镜4的凸面向上、平面向下，L3平凸透镜5和L4平凸透镜4的凸面曲率半径为22.0mm，在L1平凸透镜7、L2平凸透镜6、L3平凸透镜5、L4平凸透镜4的镜面上真空交替蒸镀有增透膜，透膜为二氧化硅和二氧化锆，真空交替蒸镀8。凹面镜筒9内垂直光轴方向光出射方向反向安装有凹面反射镜10，凹面反射镜10的凹面向上、平面向下，凹面反射镜10凹面的曲率半径为70.0mm，凹面反射镜10的镜面上真空交替蒸镀有高反膜，高反膜为氟化镁和氟化钙，真空交替蒸镀10层。其他零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例3
本实施例中，在荧光镜筒3内距离L1平凸透镜7上端面上方12mm处光出射方向上安装有L2平凸透镜6，L2平凸透镜6的凸面向下、平面向上，L1平凸透镜6和L2平凸透镜7的凸面曲率半径为39.0mm，距离L2平凸透镜6上端面上方10mm处光出射方向上荧光镜筒3内安装有L3平凸透镜5，L3平凸透镜5的凸面向下、平面向上，凸面的曲率半径为39.0mm，距离L3平凸透镜5上端面上方3mm处光出射方向上荧光镜筒3内安装有L4平凸透镜4，L4平凸透镜4的凸面向上、平面向下，L3平凸透镜5和L4平凸透镜4的凸面曲率半径为26.0mm，在L1平凸透镜7、L2平凸透镜6、L3平凸透镜5、L4平凸透镜4的镜面上真空交替蒸镀有增透膜，透膜为二氧化硅和二氧化锆，真空交替蒸镀12层。凹面镜筒9内垂直光轴方向光出射方向反向安装有凹面反射镜10，凹面反射镜10的凹面向上、平面向下，凹面反射镜10凹面的曲率半径为110.0mm，凹面反射镜10的镜面上真空交替蒸镀有高反膜，高反膜为氟化镁和氟化钙，真空交替蒸镀18层。其他零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
本发明的工作原理如下：
由激光器1发出的激光束和原子加热炉8喷出的原子束相互垂直交汇在真空装置2内并发生相互作用，与激光相互作用后原子形成一个荧光体并产生荧光，一部分荧光从真空装置2的上探测窗口射出，另一部分从真空装置2的下探测窗口射出。从上探测窗口射出的荧光经由L1平凸透镜7、L2平凸透镜6、L3平凸透镜5、L4平凸透镜4组成的透镜组收集后，形成一个缩小的像于探测器的感光原件表面；从真空装置2的下探测窗口射出的荧光经凹面反射镜10反射后，被由L1平凸透镜7、L2平凸透镜6、L3平凸透镜5、L4平凸透镜4组成的透镜组收集，同样形成一个缩小的像于探测器的感光原件表面。如此，从真空装置2的上下两个探测窗口出射的荧光同时都被本发明高效率地收集到探测器的感光原件表面，从而大大提高了光谱探测的信噪比。

Claims (3)

1.一种原子束荧光收集装置，在安装板（11）上设置有激光器（1）、原子加热炉（8）、真空装置（2），激光器（1）的激光出射方向与原子加热炉（8）的光出射方向在同一个平面内相互垂直，安装板（11）上垂直光轴方向上正向设置有荧光收集透镜组、反向设置有凹面镜组,其特征在于所述的荧光收集透镜组为：安装板（11）上垂直光轴方向上正向设置有荧光镜筒（3），荧光镜筒（3）内下部设置有光入射面为凸面向下、出射面为平面向上的L1平凸透镜（7），距离L1平凸透镜（7）上端面上方1～12mm处光出射方向上设置有光入射面为凸面向下、出射面为平面向上的L2平凸透镜（6），L1平凸透镜（7）和L2平凸透镜（6）凸面的曲率半径为34.0mm～39.0mm，距离L2平凸透镜（6）上端面上方1～10mm处光出射方向上设置有光入射面为凸面向下、出射面为平面向上的L3平凸透镜（5），距离L3平凸透镜（5）上端面上方1～3mm处光出射方向上设置有光入射面为平面向下、出射面为凸面向上的L4平凸透镜（4），L3平凸透镜（5）和L4平凸透镜（4）的凸面曲率半径为22.0～26.0mm；在L1平凸透镜（7）、L2平凸透镜（6）、L3平凸透镜（5）、L4平凸透镜（4）的镜面上真空交替蒸镀有增透膜；
所述的凹面镜组为：安装板（11）上垂直光轴方向上负向设置有凹面镜筒（9），凹面镜筒（9）内垂直光轴方向光出射方向负向设置有光入射面为凹面向上、出射面为平面向下的凹面反射镜（10），凹面反射镜（10）凹面的曲率半径为70.0～110mm，凹面反射镜（10）的镜面上真空蒸镀有高反膜。
2.根据权利要求1所述的原子束荧光收集装置，其特征在于：所述的L1平凸透镜（7）与L2平凸透镜（6）凸面的曲率半径相等，L3平凸透镜（5）与L4平凸透镜（4）的凸面曲率半径相等。
3.根据权利要求1所述的原子束荧光收集装置，其特征在于：所述的L1平凸透镜（7）、L2平凸透镜（6）、L3平凸透镜（5）、L4平凸透镜（4）的镜面上真空交替蒸镀的增透膜为二氧化硅和二氧化锆，真空交替蒸镀8～12层；凹面反射镜（10）的镜面上真空蒸镀的高反膜为氟化镁和氟化钙，真空交替蒸镀10～18层。
CN201210319588.8A 2012-08-31 2012-08-31 原子束荧光收集装置 Expired - Fee Related CN102818633B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210319588.8A CN102818633B (zh) 2012-08-31 2012-08-31 原子束荧光收集装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210319588.8A CN102818633B (zh) 2012-08-31 2012-08-31 原子束荧光收集装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102818633A true CN102818633A (zh) 2012-12-12
CN102818633B CN102818633B (zh) 2014-07-23

Family

ID=47302893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210319588.8A Expired - Fee Related CN102818633B (zh) 2012-08-31 2012-08-31 原子束荧光收集装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102818633B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103712966A (zh) * 2013-12-27 2014-04-09 中国科学院国家授时中心 原子束荧光实时自动减偏探测器
CN104296867A (zh) * 2014-08-20 2015-01-21 中国科学院国家授时中心 用于真空封装的荧光收集装置
CN111044145A (zh) * 2019-12-30 2020-04-21 核工业北京地质研究院 一种便携式成像光谱仪
CN113917829A (zh) * 2021-11-03 2022-01-11 北京大学 一种铯束原子钟用光收集器及铯束原子钟

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2856989Y (zh) * 2005-08-11 2007-01-10 北京吉天仪器有限公司 检测汞、铅、镉和六价铬的原子荧光光谱仪
CN201107273Y (zh) * 2007-11-28 2008-08-27 成都理工大学 一种原子荧光光谱仪
US20080277595A1 (en) * 2007-05-10 2008-11-13 Pacific Biosciences Of California, Inc. Highly multiplexed confocal detection systems and methods of using same
WO2010119098A1 (en) * 2009-04-15 2010-10-21 Stefan Wennmalm Inverse-fluorescence correlation spectroscopy
CN101978275A (zh) * 2008-02-05 2011-02-16 普凯尔德诊断技术有限公司 用于鉴定生物样品中细菌的系统
CN202770532U (zh) * 2012-08-31 2013-03-06 中国科学院国家授时中心 原子束荧光收集装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2856989Y (zh) * 2005-08-11 2007-01-10 北京吉天仪器有限公司 检测汞、铅、镉和六价铬的原子荧光光谱仪
US20080277595A1 (en) * 2007-05-10 2008-11-13 Pacific Biosciences Of California, Inc. Highly multiplexed confocal detection systems and methods of using same
CN201107273Y (zh) * 2007-11-28 2008-08-27 成都理工大学 一种原子荧光光谱仪
CN101978275A (zh) * 2008-02-05 2011-02-16 普凯尔德诊断技术有限公司 用于鉴定生物样品中细菌的系统
WO2010119098A1 (en) * 2009-04-15 2010-10-21 Stefan Wennmalm Inverse-fluorescence correlation spectroscopy
CN202770532U (zh) * 2012-08-31 2013-03-06 中国科学院国家授时中心 原子束荧光收集装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
黄雯等: "Ru原子荧光及其寿命的测量", 《物理学报》, vol. 40, no. 7, 31 July 1991 (1991-07-31), pages 1031 - 1033 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103712966A (zh) * 2013-12-27 2014-04-09 中国科学院国家授时中心 原子束荧光实时自动减偏探测器
CN103712966B (zh) * 2013-12-27 2016-04-06 中国科学院国家授时中心 原子束荧光实时自动减偏探测器
CN104296867A (zh) * 2014-08-20 2015-01-21 中国科学院国家授时中心 用于真空封装的荧光收集装置
CN104296867B (zh) * 2014-08-20 2016-04-27 中国科学院国家授时中心 用于真空封装的荧光收集装置
CN111044145A (zh) * 2019-12-30 2020-04-21 核工业北京地质研究院 一种便携式成像光谱仪
CN113917829A (zh) * 2021-11-03 2022-01-11 北京大学 一种铯束原子钟用光收集器及铯束原子钟

Also Published As

Publication number Publication date
CN102818633B (zh) 2014-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102818633A (zh) 原子束荧光收集装置
CN202814877U (zh) 荧光收集装置
CN102354078A (zh) 红外照明变焦距聚光镜头
CN202770532U (zh) 原子束荧光收集装置
CN104360464B (zh) 一种连续变焦光学系统
CN102032950B (zh) 一种通过白日观测恒星测量整层大气相干长度的方法
US20110235169A1 (en) Microscope module
CN101930112B (zh) 中波红外侦察跟踪镜头
CN202304807U (zh) 一种激光照明夜视望远测距仪
CN212031842U (zh) 一种基于光学镜片的远程瞄准装置
CN202267810U (zh) 红外照明变焦距聚光镜头
CN206002755U (zh) 一种多视场长波红外变焦光学系统及红外热像仪
CN203630439U (zh) 一种超远距折返式微光双目单筒观察镜
CN203275765U (zh) 一种基于阿贝棱镜的光学棱镜结构
CN204287588U (zh) 制冷型中波红外与激光双模共口径镜头
CN104898273B (zh) 光学扫描识别系统
CN104296867B (zh) 用于真空封装的荧光收集装置
CN206237513U (zh) 一种基于反射式望远镜的激光夜视仪
CN201628540U (zh) 一种双成像的光学探头
CN106226893B (zh) 一种多视场长波红外变焦光学系统及红外热像仪
CN215375934U (zh) 一种光轴稳定的望远镜目镜室
US7566873B1 (en) High-resolution, low-distortion and high-efficiency optical coupling in detection system of electron beam apparatus
WO2012049454A1 (en) Optical probe, apparatus and system
CN203433177U (zh) 一种超远距折返式微光夜视大镜头
TWM358263U (en) Prism array and joint thereof

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
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140723

Termination date: 20150831

EXPY Termination of patent right or utility model