CN111077663A - 一种精密光学反射腔装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种精密光学反射腔装置，包括反射腔体，反射腔体通过安装座与上腔体连接，上腔体与反射腔体之间开设有光线入射孔和光线出射孔，光线能够沿光线入射孔和光线出射孔在上腔体与反射腔体之间射入、射出，反射腔体包括固定于安装座上的外反射体，外反射体内壁设有外反射面，外反射体内嵌套有内反射体，内反射体外壁设有内反射面，外反射体和内反射体的横截面均为正多边形，若干外反射面沿外反射体内壁依次连接形成正多边形，若干内反射面沿内反射体外壁依次连接形成正多边形，光线能够在外反射面和内反射面之间实现多次反射。本发明能够解决小体积小重量特定测量需求条件下提高光谱能量测量的综合效能问题。

Description

一种精密光学反射腔装置
技术领域
本发明属于光学测量技术领域，具体涉及一种精密光学反射腔装置。
背景技术
在利用光谱能量衰减进行物理测量的过程中，增大有效测量光程能够显著提升系统测量效能，但是随着测量光程的增大同时会带来体积及重量的增加，同时引起光学能量衰减等不利因素，从而失去实际工程测量意义。利用内接于两个不同直径圆的正棱柱面组合反射方法，可以解决对体积重量有严格限值条件下的光程增大问题，满足特定测量需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种精密光学反射腔装置，能够解决小体积小重量特定测量需求条件下提高光谱能量测量的综合效能问题。
本发明所采用的技术方案是，一种精密光学反射腔装置，包括反射腔体，反射腔体通过安装座与上腔体连接，上腔体与反射腔体之间开设有光线入射孔和光线出射孔，光线能够沿光线入射孔和光线出射孔在上腔体与反射腔体之间射入、射出，反射腔体包括固定于安装座上的外反射体，外反射体内壁设有外反射面，外反射体内嵌套有内反射体，内反射体外壁设有内反射面，外反射体和内反射体的横截面均为正多边形，若干外反射面沿外反射体内壁依次连接形成正多边形，若干内反射面沿内反射体外壁依次连接形成正多边形，光线能够在外反射面和内反射面之间实现多次反射。
本发明的特点还在于，
外反射面和内反射面数量相等，数量为n，n的取值为8～28之间。
外反射面和内反射面表面均镀有反光涂层或者粘接反光材料，达到镜面效果。
外反射面和内反射面表面反光涂层为银或金涂层。
外反射面和内反射面光洁度Ra为0.025。
内反射腔所内接的圆直径为d，d取值为4～5mm。
外反射体所内接的圆直径为D，D取值为35～50mm。
本发明的有益效果是，一种精密光学反射腔装置，利用嵌套的两个正棱柱面，通过改变棱边数，利用光线在反射腔内表面多次反射增加光程，增大光学路径长度,既减少了光学结构的体积与重量，又能够保证光谱强度综合测量效能，与各种功能组件配合可以灵活实现特定光学测量目标。
附图说明
图1是腔体装置结构示意图；
图2是反射腔反射面结构示意图；
图3(a)为n＝10时反射光路示意图；
图3(b)为n＝24时反射光路示意图。
图中，1.上腔体，2.光线入射孔，3.光线出射孔，4.法兰安装座，5.反射腔体，6.为外反射面，7.内反射面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种精密光学反射腔装置，结构如图1所示，包括反射腔体5，反射腔体5通过安装座4与上腔体1连接，上腔体1与反射腔体5之间开设有光线入射孔2和光线出射孔3，光线能够沿光线入射孔2和光线出射孔3在上腔体1与反射腔体5之间射入、射出，如图2所示，反射腔体5包括固定于安装座4上的外反射体，外反射体内壁设有外反射面6，外反射体内嵌套有内反射体，内反射体外壁设有内反射面7，外反射体和内反射体的横截面均为正多边形，若干外反射面6沿外反射体内壁依次连接形成正多边形，若干内反射面7沿内反射体外壁依次连接形成正多边形，光线能够在外反射面6和内反射面7之间实现多次反射。
外反射面6和内反射面7数量相等，数量为n，n的取值为8～28之间。
外反射面6和内反射面7表面均镀有反光涂层或者粘接反光材料，达到镜面效果。
外反射面6和内反射面7表面反光涂层为银或金涂层。
外反射面6和内反射面7光洁度Ra为0.025。
内反射腔所内接的圆直径为d，d取值为4～5mm。
外反射体所内接的圆直径为D，D取值为35～50mm。
本发明一种精密光学反射腔装置中，内反射面7和外反射面6也可用多个棱镜替代，通过支架类结构固定到图示中反射面相应的位置，外反射面6和内反射面7可以通过精密磨削加工或者电化学抛光等精密工艺，使反射表面光洁度达到Ra0.025。
本发明一种精密光学反射腔装置，光源射出光线经光线入射孔2进入到反射腔体5内部，在内反射面7处发生第一次反射，在外反射面6处发生第二次反射，再回到内反射面发生第三次反射，在外反射面6与内反射面7间经过多次反射，直到光线从光线出射孔3射出到光线接收装置，如图3(a)和图3(b)所示光线的反射路径，其中光线与反射面的接触点，在纵向平面观察都是多边形每一边的中点。图3(a)为n＝10时反射光路示意图，图3(b)为n＝24时反射光路示意图。光线入射孔2和光线出射孔3均为圆柱孔，其轴线与光线路径相重合。当外反射面6和内反射面7数量n值比较小时，光线反射次数少，光线路径相对稀疏，反之越密。由于反射面的数量不同，光线反射路径差异，可以根据光线反射路径、光源和光线接收装置的实际位置调整，如图3(a)和图3(b)所示：
光程L有如下公式：
Figure BDA0002348153310000041
式中，m-1为光线的反射次数，D为外反射面6所内接的圆直径，d为内反射面7所内接的圆直径，n为反射面数量，δ为上腔体到反射腔体的间距。

Claims (7)

1.一种精密光学反射腔装置，其特征在于，包括反射腔体(5)，反射腔体(5)通过安装座(4)与上腔体(1)连接，上腔体(1)与反射腔体(5)之间开设有光线入射孔(2)和光线出射孔(3)，光线能够沿光线入射孔(2)和光线出射孔(3)在上腔体(1)与反射腔体(5)之间射入、射出，反射腔体(5)包括固定于安装座(4)上的外反射体，外反射体内壁设有外反射面(6)，外反射体内嵌套有内反射体，内反射体外壁设有内反射面(7)，外反射体和内反射体的横截面均为正多边形，若干外反射面(6)沿外反射体内壁依次连接形成正多边形，若干内反射面(7)沿内反射体外壁依次连接形成正多边形，光线能够在外反射面(6)和内反射面(7)之间实现多次反射。
2.根据权利要求1所述的一种精密光学反射腔装置，其特征在于，所述外反射面(6)和内反射面(7)数量相等，数量为n，n的取值为8～28之间。
3.根据权利要求1所述的一种精密光学反射腔装置，其特征在于，所述外反射面(6)和内反射面(7)表面均镀有反光涂层或者粘接反光材料，达到镜面效果。
4.根据权利要求3所述的一种精密光学反射腔装置，其特征在于，所述外反射面(6)和内反射面(7)表面反光涂层为银或金涂层。
5.根据权利要求1所述的一种精密光学反射腔装置，其特征在于，所述外反射面(6)和内反射面(7)光洁度Ra为0.025。
6.根据权利要求1所述的一种精密光学反射腔装置，其特征在于，所述内反射腔所内接的圆直径为d，d取值为4～5mm。
7.根据权利要求1所述的一种精密光学反射腔装置，其特征在于，所述外反射体所内接的圆直径为D，D取值为35～50mm。
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