CN110274879A - 显微角分辨光谱测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显微角分辨光谱测量系统，包括：外界光源、入光针孔、用于将外界光源的光引导至入光针孔的入光光纤、第一分光镜、可平移的第一透镜组件、物镜、第二分光镜、第一出光快门、第一出光针孔、可平移的第二透镜组件、第二出光快门、第二出光针孔、Y型光纤和光谱仪；显微角分辨光谱测量系统具有通过移动第一透镜组件实现不同角度的入射光对被测样品表面同位置的显微角分辨光谱测量的入射光角度调节测量模式和通过移动第二透镜组件实现被测样品发出的不同角度的光谱信息的显微角分辨光谱测量的接收光角度调节测量模式。本发明的有益之处在于，不需要移动光纤和针孔，系统稳定性高，仅用一台光谱仪实现两种角度模式的测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种显微角分辨光谱测量系统。
背景技术
显微角分辨光谱测量是用于对材料进行不同角度入射和接收的光谱测量。例如公告号为CN203148835U，名称为可同时测量显微光谱和角分辨光谱的装置揭示了一种可以对显微角分辨光谱测量的装置。通过移动针孔的位置获得不同角度的光谱信息，系统不稳定。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种显微角分辨光谱测量系统，不需要移动针孔以及相连接的光纤，通过移动透镜组进行测量，系统具有更高的稳定性。
为了实现上述目标，本发明采用如下方案：
一种显微角分辨光谱测量系统，包括：外界光源、入光针孔、用于将外界光源的光引导至入光针孔的入光光纤、第一分光镜、可平移的第一透镜组件、物镜、第二分光镜、第一出光快门、第一出光针孔、可平移的第二透镜组件、第二出光快门、第二出光针孔、Y型光纤和光谱仪；
入光光纤的两端连接外界光源和入光针孔；Y型光纤的三端分别连接光谱仪、第一出光针孔和第二出光针孔；
显微角分辨光谱测量系统具有通过移动第一透镜组件实现不同角度的入射光对被测样品表面同位置的显微角分辨光谱测量的入射光角度调节测量模式和通过移动第二透镜组件实现被测样品发出的不同角度的光谱信息的显微角分辨光谱测量的接收光角度调节测量模式；
在入射光角度调节测量模式时，第一出光快门打开且第二出光快门关闭，外界光源发出的光经过入光光纤、入光针孔、第一分光镜、第一透镜组件和物镜后到达被测样品表面，光谱信号再通过物镜、第一透镜组件、第一分光镜、第二分光镜、第一出光快门、第一出光针孔和Y型光纤到达光谱仪；
在接收光角度调节测量模式时，第一出光快门关闭且第二出光快门打开，被测样品表面发出的不同角度的光谱信号通过物镜汇聚于物镜的后焦平面的不同位置，物镜的后焦平面的像通过第一透镜组件、第一分光镜、第二分光镜、第二透镜组件、第二出光快门、第二出光针孔和Y型光纤到达光谱仪。
进一步地，在接收光角度调节测量模式时；物镜的后焦平面的像通过第一透镜组件、第一分光镜、第二分光镜和第二透镜组件成像于第二焦平面；第二出光针孔设置于第二焦平面；在第二透镜组件移动时，第二焦平面的不同角度的光通过第二出光针孔。
进一步地，在接收光角度调节测量模式时，第一透镜组件静止。
进一步地，在入射光角度调节测量模式时；光谱信号通过物镜的后焦平面通过第一透镜组件、第一分光镜和第二分光镜成像于第一焦平面；第一出光针孔设置于第一焦平面。
进一步地，显微角分辨光谱测量系统还包括：入光透镜组件；入光透镜组件设置于入光针孔和第一分光镜之间。
进一步地，显微角分辨光谱测量系统还包括：入光快门；入光快门设置于入光透镜组件和第一分光镜之间；入光针孔、入光透镜组件、入光快门和第一分光镜沿直线排列。
进一步地，显微角分辨光谱测量系统还包括：出光透镜组件；出光透镜组件设置于第一出光针孔和第一出光快门之间。
进一步地，第一出光针孔、出光透镜组件、第一出光快门和第二分光镜沿直线排列。
进一步地，第二出光针孔、第二出光快门、第二透镜组件和第二分光镜沿直线排列，第二透镜组件的平移方向垂直于该直线。
进一步地，物镜、第一透镜组件、第一分光镜、第二分光镜、第一出光快门和第一出光针孔沿直线排列；第一透镜组件的平移方向垂直于该直线。
本发明的有益之处在于，不需要移动针孔以及相连接的光纤，通过移动透镜组进行测量，系统具有更高的稳定性。
通过Y型光纤和两个快门配合，仅用一台光谱仪实现两个角度模式的测量。
附图说明
图1是本发明的显微角分辨光谱测量系统的示意图。
显微角分辨光谱测量系统100，外界光源1，入光光纤2，入光针孔3，入光透镜组件4，入光快门5，第一分光镜6，第一透镜组件7，物镜8，被测样品9，第二分光镜10，第一出光快门11，出光透镜组件12，第一出光针孔13，Y型光纤14，光谱仪15，第二透镜组件16，第二出光快门17，第二出光针孔18。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体介绍。
如图1所示，一种显微角分辨光谱测量系统100，包括：外界光源1、入光光纤2、入光针孔3、入光透镜组件4、入光快门5、第一分光镜6、可平移的第一透镜组件7、物镜8、第二分光镜10、第一出光快门11、出光透镜组件12、第一出光针孔13、可平移的第二透镜组件16、第二出光快门17、第二出光针孔18、Y型光纤14和光谱仪15。
入光光纤2用于将外界光源1的光引导至入光针孔3。入光光纤2的两端连接外界光源1和入光针孔3。Y型光纤14的三端分别连接光谱仪15、第一出光针孔13和第二出光针孔18。
第一透镜组件7和第二透镜组件16均可以进行平移移动。即第一透镜组件7和第二透镜组件16均可以相对于显微角分辨光谱测量系统100内的固定组件发生平移。
显微角分辨光谱测量系统100具有入射光角度调节测量模式和接收光角度调节测量模式。
在入射光角度调节测量模式时可以通过移动第一透镜组件7实现不同角度的入射光对被测样品9表面同位置的显微角分辨光谱测量。
在接收光角度调节测量模式时可以通过移动第二透镜组件16实现被测样品9发出的不同角度的光谱信息的显微角分辨光谱测量。
作为一种具体的实施方式，在入射光角度调节测量模式时，第一出光快门11打开且第二出光快门17关闭。外界光源1发出的光经过入光光纤2、入光针孔3、第一分光镜6、第一透镜组件7和物镜8后到达被测样品9表面，光谱信号再通过物镜8、第一透镜组件7、第一分光镜6、第二分光镜10、第一出光快门11、第一出光针孔13和Y型光纤14到达光谱仪15。在接收光角度调节测量模式时，第一出光快门11关闭且第二出光快门17打开。被测样品9表面发出的不同角度的光谱信号通过物镜8汇聚于物镜8的后焦平面S1的不同位置，物镜8的后焦平面的像通过第一透镜组件7、第一分光镜6、第二分光镜10、第二透镜组件16、第二出光快门17、第二出光针孔18和Y型光纤14到达光谱仪15。
更具体而言，显微角分辨光谱测量系统100设有第一焦平面S2和第二焦平面S3。第一出光针孔13设置于第一焦平面S2。在入射光角度调节测量模式时，光谱信号通过物镜8的后焦平面S1通过第一透镜组件7、第一分光镜6和第二分光镜10成像于第一焦平面S2。
第二出光针孔18设置于第二焦平面S3。在接收光角度调节测量模式时，物镜8的后焦平面S1的像通过第一透镜组件7、第一分光镜6、第二分光镜10和第二透镜组件16成像于第二焦平面S3。在第二透镜组件16移动时，第二焦平面S3的不同角度的光通过第二出光针孔18。
在接收光角度调节测量模式时，第一透镜组件7静止，通过平移第二透镜组件16进行调节。
作为一种具体的实施方式，入光透镜组件4设置于入光针孔3和第一分光镜6之间。入光快门5设置于入光透镜组件4和第一分光镜6之间。入光针孔3、入光透镜组件4、入光快门5和第一分光镜6沿直线排列。
作为一种具体的实施方式，出光透镜组件12设置于第一出光针孔13和第一出光快门11之间。物镜8、第一透镜组件7、第一分光镜6、第二分光镜10、第一出光快门11和第一出光针孔13沿直线排列。物镜8、第一透镜组件7、第一分光镜6、第二分光镜10、第一出光快门11和第一出光针孔13沿光轴方向成直线排列。第一透镜组件7沿垂直于该直线平移。第一透镜组件7的平移方向垂直于光轴方向。进一步地，第一出光针孔13、出光透镜组件12、第一出光快门11和第二分光镜10沿光轴方向成直线排列。
作为一种具体的实施方式，第二出光针孔18、第二出光快门17、第二透镜组件16和第二分光镜10沿直线排列。第二透镜组件16沿垂直于该直线的方向平移，从而使不同角度的像通过第二出光针孔18。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种显微角分辨光谱测量系统，其特征在于，包括：外界光源、入光针孔、用于将所述外界光源的光引导至所述入光针孔的入光光纤、第一分光镜、可平移的第一透镜组件、物镜、第二分光镜、第一出光快门、第一出光针孔、可平移的第二透镜组件、第二出光快门、第二出光针孔、Y型光纤和光谱仪；
所述入光光纤的两端连接所述外界光源和所述入光针孔；所述Y型光纤的三端分别连接所述光谱仪、所述第一出光针孔和所述第二出光针孔；
所述显微角分辨光谱测量系统具有通过移动所述第一透镜组件实现不同角度的入射光对被测样品表面同位置的显微角分辨光谱测量的入射光角度调节测量模式和通过移动所述第二透镜组件实现被测样品发出的不同角度的光谱信息的显微角分辨光谱测量的接收光角度调节测量模式；
在入射光角度调节测量模式时，所述第一出光快门打开且所述第二出光快门关闭，所述外界光源发出的光经过所述入光光纤、所述入光针孔、所述第一分光镜、所述第一透镜组件和所述物镜后到达被测样品表面，光谱信号再通过所述物镜、所述第一透镜组件、所述第一分光镜、所述第二分光镜、所述第一出光快门、所述第一出光针孔和所述Y型光纤到达所述光谱仪；
在接收光角度调节测量模式时，所述第一出光快门关闭且所述第二出光快门打开，被测样品表面发出的不同角度的光谱信号通过所述物镜汇聚于所述物镜的后焦平面，所述物镜的后焦平面的像通过所述第一透镜组件、所述第一分光镜、所述第二分光镜、所述第二透镜组件、所述第二出光快门、所述第二出光针孔和所述Y型光纤到达所述光谱仪。
2.根据权利要求1所述的显微角分辨光谱测量系统，其特征在于，
在接收光角度调节测量模式时；所述物镜的后焦平面的像通过所述第一透镜组件、所述第一分光镜、所述第二分光镜和所述第二透镜组件成像于第二焦平面；所述第二出光针孔设置于所述第二焦平面；在所述第二透镜组件移动时，所述第二焦平面的不同角度的光通过所述第二出光针孔。
3.根据权利要求1所述的显微角分辨光谱测量系统，其特征在于，
在接收光角度调节测量模式时，所述第一透镜组件静止。
4.根据权利要求1所述的显微角分辨光谱测量系统，其特征在于，
在入射光角度调节测量模式时；光谱信号通过所述物镜的后焦平面通过所述第一透镜组件、所述第一分光镜和所述第二分光镜成像于第一焦平面；所述第一出光针孔设置于所述第一焦平面。
5.根据权利要求1所述的显微角分辨光谱测量系统，其特征在于，
所述显微角分辨光谱测量系统还包括：入光透镜组件；所述入光透镜组件设置于所述入光针孔和所述第一分光镜之间。
6.根据权利要求5所述的显微角分辨光谱测量系统，其特征在于，
所述显微角分辨光谱测量系统还包括：入光快门；所述入光快门设置于所述入光透镜组件和所述第一分光镜之间；所述入光针孔、所述入光透镜组件、所述入光快门和所述第一分光镜沿直线排列。
7.根据权利要求1所述的显微角分辨光谱测量系统，其特征在于，
所述显微角分辨光谱测量系统还包括：出光透镜组件；所述出光透镜组件设置于所述第一出光针孔和所述第一出光快门之间。
8.根据权利要求7所述的显微角分辨光谱测量系统，其特征在于，
所述第一出光针孔、所述出光透镜组件、所述第一出光快门和所述第二分光镜沿直线排列。
9.根据权利要求1所述的显微角分辨光谱测量系统，其特征在于，
所述第二出光针孔、所述第二出光快门、所述第二透镜组件和所述第二分光镜沿直线排列；所述第二透镜组件的平移方向垂直于该直线。
10.根据权利要求1所述的显微角分辨光谱测量系统，其特征在于，
所述物镜、所述第一透镜组件、所述第一分光镜、所述第二分光镜、所述第一出光快门和所述第一出光针孔沿直线排列；所述第一透镜组件的平移方向垂直于该直线。
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