CN103017899B - 一种汇聚摆镜 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汇聚摆镜，包括摆镜和旋转位移平台，其中，摆镜包括两块非反射面贴合的凹面反射镜，两块反射镜中心轴线重合，所述凹面反射镜曲面半径范围为50mm～5000mm，其中一块反射镜的反射面A镀30nm～200nm高反射膜，另一块反射面B镀60nm～200nm高反射膜，低于60nm光谱反射率较低。所述摆镜通过旋转位移平台进行平移和旋转运动。本发明可实现标准光源与待测光源的快速切换；并且可实现在光源光谱辐射度校准和探测器响应度校准中高级次光谱杂散辐射的有效滤除，减少测量误差，提升测量精度。

Description

一种汇聚摆镜

技术领域

本发明涉及一种汇聚摆镜，属于光学测试技术领域。

背景技术

紫外波段按照能否在大气中进行传播，广义上分为真空紫外波段(10nm～200nm)和非真空紫外波段(200nm～400nm)。在真空紫外波段又细分为远紫外(80nm～200nm)和极紫外波段(10nm～80nm)，两个波段划分界限比较模糊。极紫外和远紫外(简称极远紫外)波段的辐射特性不同于可见光和红外波段，它在空间探测领域具有不可替代的优势，随着探月工程、深空探测计划、以及火星探测等计划的相续发展，受到越来越多的关注。因此对极紫外和远紫外(简称极远紫外)波段的辐射特性的测量十分必要。

汇聚摆镜是光学测试类仪器重要的测量工具，但现有技术中摆镜一般为单面反射镜，通过手动摆镜旋转可以实现不同光路的切换，但很不方便，并且不具备消除高级次光谱杂散辐射影响的功能。

在可见光和红外波段光源光谱辐射度和探测器响应度测试过程中，对于高级次光谱的滤除基本上都使用透射式光学滤光片，在相应的波段将滤光片置于测量光路中，可以减少高级次光谱杂散信号对测量结果的影响。但上述使用透射式光学滤光片方法在紫外波段现阶段不适用，因为在紫外波段还没有合适的光学材料可以完全透过紫外光谱辐射(5nm～400nm)，也无法镀制相应的滤光膜。

发明内容

本发明的目的在于克服现有光源光谱辐射度校准和探测器校准技术不足，提供了一种汇聚摆镜，它不仅能够实现高级次光谱的滤除，而且通过扩展还能够实现光源之间快速准确的切换。

本发明的技术解决方案：

一种汇聚摆镜，包括摆镜和旋转位移平台，所述摆镜位于旋转位移平台上，所述摆镜包括两块非反射面贴合的凹面反射镜，其反射镜中心轴线重合，所述凹面反射镜曲面半径范围为50mm～5000mm，其中一块反射镜的反射面A镀30nm～200nm反射膜，另一块反射镜的反射面B镀60nm～200nm高反射膜，低于60nm光谱反射率较低。

所述摆镜的口径范围为10mm～500mm，半径范围为50mm～5000mm。

所述摆镜的两个反射镜反射面中心间距范围为1mm～200mm。

所述摆镜的两个反射面的反射膜为高反膜。

所述摆镜通过旋转位移平台进行平移和旋转运动。

本发明与现有技术相比的有益效果：

(1)本发明可实现标准光源与待测光源的快速切换。

(2)本发明可实现在光源光谱辐射度校准和探测器响应度校准中高级次光谱杂散辐射的有效滤除，减少测量误差，提升测量精度。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明汇聚摆镜结构示意图；

图2为旋转位移平台结构原理示意图；

图3为本发明测量标准光源摆镜位置示意图；

图4为图3摆镜逆时针旋转2α位置示意图；

图5为图4摆镜向上平移位置示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本发明。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本发明。

在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

下面参照附图对本发明的实施例进行说明。

如图1所示，一种汇聚摆镜，包括摆镜和旋转位移平台，所述摆镜位于旋转位移平台上，通过旋转位移平台进行平移和旋转运动。所述摆镜包括两块凹面反射镜安装在一起，具体安装方式为两个非反射面贴合在一起，并且保证反射镜中心轴线重合。所述摆镜的两个反射镜反射面中心间距范围为1mm～200mm。两块凹面反射镜曲面半径范围为50mm～5000mm。两块反射镜其中一块反射镜的反射面A镀30nm～200nm反射膜，主要在30nm～60nm使用，另一块镀60nm～200nm反射膜，60nm以下光谱反射率较低，主要在60nm～200nm使用。本实施例中，反射膜采用高反膜。点光源经过该摆镜后，可以将发散光汇聚到另一个焦点处。摆镜材料为融石英，所述摆镜的口径范围为10mm～500mm，半径范围为50mm～5000mm。

所述旋转位移台为电动旋转位移平台，分为两个运动，如图2所示，一个为直线位移运动另一个为旋转运动。所述摆镜通过旋转位移平台进行平移和旋转运动。所选用的电动位移平台行程为25mm，灵敏度10μm。所选用的电动旋转平台转角为70°，角度误差0.01°。

本发明所述的汇聚摆镜使用时应将其置于汇聚摆镜仓中，汇聚摆镜仓为摆镜的工作室，采用不锈钢材料加工，上部安装舱门便于调试摆镜。

本发明提供的汇聚摆镜工作原理：

如图3所示：在光源光谱辐亮度校准中，标准光源稳定后，首先设置光源校准光谱范围(30nm～200nm)，旋转摆镜此时工作面为A面，使标准光源置于工作光路中，使反射镜面反射光线进入紫外单色仪入射狭缝，完成30nm～60nm波段的测量。然后，旋转摆镜旋转180°，旋转摆镜此时工作面为B面，标准光源置于工作光路中，使反射镜面反射光线进入紫外单色仪入射狭缝，完成60nm～200nm波段的测量。这样就完成了30nm～200nm标准光源光谱的测量。

待测光源光谱辐射测量中摆镜工作原理：

如图4所示：待测光源与标准光源角度为4α，图3中摆镜以摆镜中心0为旋转中心，逆时针旋转2α使待测光源入射到摆镜表面，此时反射镜面反射光线无法进入单色仪的入射狭缝，需要纵向平移。本实施例中，待测光源与标准光源角度为120°，图3中摆镜逆时针旋转60°。

如图5所示，图4中摆镜向上平移L，使反射光线可以沿横向中心线进入紫外单色仪入射狭缝。其中，L数值可以根据摆镜厚度、标准光源和待测光源的夹角以及光线出射光路关系进行计算，为本领域惯用手段，此处不再赘述。至此，完成30nm～60nm波段的测量。

然后，以摆镜中心为轴进行180°旋转切换旋转摆镜旋转180°，旋转摆镜此时工作面为B面，待测光源置于工作光路中，使反射镜面反射光线进入紫外单色仪入射狭缝，完成60nm～200nm波段的测量。这样就完成了30nm～200nm待测光源光谱的测量。

以上具体实施实现了标准光源与待测光源的光谱辐射测量和切换。

本发明的实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

Claims (4)

1.一种汇聚摆镜，包括摆镜和旋转位移平台，所述摆镜位于旋转位移平台上，其特征在于所述摆镜包括两块非反射面贴合的凹面反射镜，其凹面反射镜中心轴线重合，所述凹面反射镜曲面半径范围为50mm～5000mm，并且两块凹面反射镜的口径和曲面半径均相同，其中一块凹面反射镜的反射面A镀30nm～200nm反射膜，另一块凹面反射镜的反射面B镀60nm～200nm反射膜，所述摆镜通过旋转位移平台进行平移和旋转运动。

2.根据权利要求1所述的汇聚摆镜，其特征在于所述摆镜的口径范围为10mm～500mm，半径范围为50mm～5000mm。

3.根据权利要求1所述的汇聚摆镜，其特征在于所述摆镜的两个凹面反射镜反射面中心间距范围为1mm～200mm。

4.根据权利要求1所述的汇聚摆镜，其特征在于所述摆镜的两个反射面的反射膜为高反膜。