CN103528797B - 一种用于光学系统镜片透过率和反射率检测的新系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于光学系统镜片透过率和反射率检测的新系统，属于光学系统测试装置领域。包括单色仪等，白光光源发射出白光入射至单色仪中；聚光镜将经过旋转反射镜调制后的光束进行耦合，然后再将耦合后的光束导入光纤中；光纤与聚光镜连接；探测器通过数据线与锁相放大器连接；积分球与光纤连接；电机与旋转反射镜连接；锁相放大器通过数据线与计算机连接；移动式反射镜位于单色仪的外部，移动式反射镜接受单色仪出射的单色光谱并将该单色光谱反射至球面反射镜。本发明在对被试品的透射率进行测量时，采用了双积分球，可同时测出反射率。而且，测试样品室放在积分球外面，这里将被测试品放在积分球内部。
Description
技术领域
本发明属于光学系统测试装置领域，特别是涉及到测试透过率和反射率的新系统装置。
背景技术
现有技术当中与光学系统测试装置类的产品属于同一类别的分光光度计在国内外均有研制，而生产并成规模投入市场的多是国外进口产品，相比之下国内品牌还没有足够的实力和进口产品抗衡。测量薄膜或光学元件的透射率和反射率,目前主要采用商用分光光度计,常用的有日本的日立公司和岛津公司,美国的CAYR,P-E公司等。这些公司生产的分光光度计用于测量透射率是没有问题的,其光度精度为±0.1％T-±0.3％T,但反射率测量就不容易了,通常是加上一个特殊的昂贵的附件,即使如此,其精度仍偏低,约为0.5一5％。更为甚者,这种分光光度计有很多局限。首先,它不能测量偏振光的光学特性；其次,只能测量小样品,它不能实现角度扫描,通常只有一个固定的角度,如15度；最后,由于其测量光斑较大,样品室很小,难以扫描而实现均匀性测量。国内这类分光光度计上海分析仪器三厂和北京瑞利分析仪器厂等也有生产,但其可靠性和精度都不及国外的同类型仪器。现今国内分光光度计仍以可见光分光光度计和紫外，增大测量范围的分光光度仪器是现今的发展需求。
为了提高反射率的测量精度,Petur曾经提出双次反射,即v-w测量方法,Arnon提出了两块球面镜组成的折叠式离轴共振腔来构成多次反射或者采用三块曲率相同的球面镜构成共焦系统。这些系统虽然可以提高反射率的测量精度，但不适用于透过率的测量。
而现在我们研制的这台设备，在测量反射率时不用附加昂贵的附件，这大大节约了成本，具有很大的商业价值，并且，透过率和反射率的测量精度都很高，而国外价格昂贵的商用光度计只是透过率精度很高，反射率的精度却与之相差甚远，所以，我们研制的设备具有很好的前景。并且测量的光谱范围包含了红外区，弥补了国内市场上光度计多事可见光和紫外分光光度计的缺陷。同时，可以实现不同角度入射，这是普通的商用光度计难以实现的。
综上所述，现有技术当中亟需要一种新的检测装置来解决目前光学系统测试技术中所存在的不足之处。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种新型光谱透过率和反射率一体的检测仪器，该仪器可广泛应用于瞄具、望远镜、照相物镜、透镜片和透镜组等光学系统或镜片的白光和光谱轴上点或轴外点的透过率和反射率测试。
一种用于光学系统镜片透过率和反射率检测的新系统，其特征是：包括单色仪、白光光源、聚光镜、光纤、探测器、积分球、电机、锁相放大器，计算机、移动式反射镜，所述的白光光源发射出白光入射至单色仪中；所述的聚光镜将经过旋转反射镜调制后的光束进行耦合，然后再将耦合后的光束导入光纤中；所述的光纤与聚光镜连接；所述的探测器通过数据线与锁相放大器连接；所述的积分球与光纤连接；所述的电机数量为两个，包括电机一和电机二，其中电机二与旋转反射镜连接；所述的锁相放大器通过数据线与计算机连接；所述的移动式反射镜位于单色仪的外部，移动式反射镜接受单色仪出射的单色光谱并将该单色光谱反射至球面反射镜；
所述的积分球数量为两个，包括积分球一和积分球二；
其中积分球一内部安装有卡具，卡具上卡有测试品，且该卡具与积分球一内的连接杆固定连接，积分球一通过连接杆与其下部的转台连接，且该转台通过电源线与电机一连接。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：本发明的一种用于瞄具、望远镜、透镜片和透镜组等光学系统或镜片透过率和反射率检测的新系统。包括用于对入射光准直扩束的反射式平行光管，同时适用于复合光源和光谱光源的光路结构，用于提高精度的双通道光路系统，同时进行分光调制的旋转反射镜系统，满足300nm～1600nm宽光谱范围的双探测器结构，能够提高信噪比检测弱信号的锁相放大器，以及基于虚拟仪器技术的控制及数据采集系统。
本发明系统中的白光光源和光谱光源通过一个可移动的平面反射镜实现共用一套球面反射式准直扩束系统，使白光透过率测量和光谱透过率测量之间转换不用更换光源，只需移动反射镜即可实现光源的切换，节省操作时间，提高工作效率。
本发明在对被试品的透射率进行测量时，目前常用的方法是积分球法，但是都是选用一个积分球，此台设备采用了双积分球，可同时测出反射率。而且，测试样品室放在积分球外面，这里将被测试品放在积分球内部。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
图1为本发明的一种用于光学系统镜片透过率和反射率检测的新系统结构示意图。
图中：1-单色仪、2-白光光源、3-聚光镜、4-光纤、5-探测器、6-积分球、7-电机、8-锁相放大器，9-计算机、10-移动式反射镜。
具体实施方式
本发明的检测系统包括用于适用于复合光源和光谱光源的光路结构，同时进行分光调制的旋转反射镜系统，用于提高测量精度的双通道光路系统和满足300nm～1600nm宽光谱范围的双探测器结构，同时测量透过率和反射率的双积分球结构，能够提高信噪比检测弱信号的锁相放大器，以及基于虚拟仪器技术的控制及数据采集系统。
本发明的工作原理如图1所示，白光光源发出的光线进入单色仪1中，出射的单色光谱经球面反射镜形成平行光，经过旋转反射镜分光调制，将连续光辐射分成两路交变光脉冲，一路作为参考光束，另一路作为测量光束，再经过聚光镜3耦合注入光纤。两束光交替进入积分球6，经探测器转换输出两路交替变化的交变电信号，此信号经过信号分拣、锁相放大、A/D转换处理后，最终得到被试品的白光或光谱的透过率和反射率。
本发明要实现不同角度入射光入射时被测试品透过率和反射率的测量，为了实现不同角度入射，设计了一个卡具，将被测试品放在卡具上，卡具下式一个转台，只需调整被测试件，不需调整光源和光路。
Claims (1)
1.一种用于光学系统镜片透过率和反射率检测的新系统，其特征是：包括单色仪(1)、白光光源(2)、聚光镜(3)、光纤(4)、探测器(5)、积分球(6)、电机(7)、锁相放大器(8)，计算机(9)、移动式反射镜(10)，所述的白光光源(2)发射出白光入射至单色仪(1)中；所述的聚光镜(3)将经过旋转反射镜调制后的光束进行耦合，然后再将耦合后的光束导入光纤(4)中；所述的光纤(4)与聚光镜(3)连接；所述的探测器通过数据线与锁相放大器连接；所述的积分球(6)与光纤(4)连接；所述的电机(7)数量为两个，包括电机一和电机二，其中电机二与旋转反射镜连接；所述的锁相放大器(8)通过数据线与计算机(9)连接；所述的移动式反射镜(10)位于单色仪(1)的外部，移动式反射镜(10)接受单色仪(1)出射的单色光谱并将该单色光谱反射至球面反射镜；
所述的积分球(6)数量为两个，包括积分球一和积分球二；
其中积分球一内部安装有卡具，卡具上卡有测试品，且该卡具与积分球一内的连接杆固定连接，积分球一通过连接杆与其下部的转台连接，且该转台通过电源线与电机一连接。
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