CN114397017B - 动镜扫描装置、迈克尔逊干涉仪和傅里叶红外光谱仪 - Google Patents
动镜扫描装置、迈克尔逊干涉仪和傅里叶红外光谱仪 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种动镜扫描装置、迈克尔逊干涉仪和傅里叶红外光谱仪，动镜扫描装置包括底座、动镜座、电机和支撑单元；电机的固定端与底座固定连接，活动端与动镜座连接，用于驱动动镜座平行移动；支撑单元设置于底座和动镜座之间，并与底座和动镜座铰接。本发明的动镜扫描装置可以确保放置其上的动镜稳定平行移动，并配合与定镜连接的动态校正装置，使得使用该动镜扫描装置的迈克尔逊干涉仪和傅里叶红外光谱仪可以得到高精度结果，且装置结构简单、零部件加工难度低、成本低。
Description
技术领域
本发明公开了一种动镜扫描装置、迈克尔逊干涉仪和傅里叶红外光谱仪，属于光学设备技术领域。
背景技术
傅里叶红外光谱仪具有高光通量、低噪音、测量速度快等优点，因此，傅里叶红外光谱仪在化学分析、环境监测、药品成分分析等方面都具有广泛的应用。
傅里叶红外光谱仪的核心部件是迈克尔逊干涉仪。红外光源经过准直后红外光束入射至迈克尔逊干涉仪中，随着干涉仪中动镜的运动，获得不同光程差下的干涉光束，通过采集干涉信号并经过傅里叶变换得到光谱信号。
现有的傅里叶红外光谱仪中驱动动镜运动的动镜扫描装置结构复杂，零部件加工难度大，成本高。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种动镜扫描装置、迈克尔逊干涉仪和傅里叶红外光谱仪，以解决现有驱动动镜运动的动镜扫描装置结构复杂、零部件加工难度大和成本高的技术问题。
本发明的第一方面提供了一种动镜扫描装置，包括底座、动镜座、电机和支撑单元；
所述电机的固定端与所述底座固定连接，活动端与所述动镜座连接，用于驱动所述动镜座平行移动；
所述支撑单元设置于所述底座和所述动镜座之间，并与所述底座和所述动镜座铰接。
优选地，所述支撑单元包括两组支撑结构，两组支撑结构设置于所述底座的相对两侧；
每组支撑结构包括两根平行设置的摆杆，每根摆杆均与所述底座和所述动镜座铰接。
优选地，所述装置还包括第一弹簧组；
所述第一弹簧组包括两个第一弹簧模块，两个第一弹簧模块设置于所述底座的相对两侧，且第一弹簧模块与所述摆杆在同一侧；
每个第一弹簧模块均包括两根第一弹簧，每根第一弹簧的两端分别与所述底座和所述动镜座连接；
与所述动镜座连接的两根第一弹簧之间呈锐角。
优选地，所述装置还包括第二弹簧组；
所述第二弹簧组包括两个第二弹簧模块，两个第二弹簧模块设置于所述底座的相对两侧，且第二弹簧模块与所述摆杆在同一侧；
每个第二弹簧模块均包括一根第二弹簧，所述第二弹簧两端分别与两根摆杆的几何中心连接。
优选地，所述装置还包括第二弹簧组；
所述第二弹簧组包括两个第二弹簧模块，两个第二弹簧模块设置于所述底座的相对两侧，且第二弹簧模块与所述摆杆在同一侧；
每个第二弹簧模块均包括平行设置的两根第二弹簧，每根第二弹簧的两端分别与两根摆杆连接。
优选地，所述电机为音圈电机。
本发明的第二方面提供了一种迈克尔逊干涉仪，包括光源、分束镜、定镜、动镜、探测器和上述的动镜扫描装置；
所述光源，用于产生入射光；
所述分束镜设置于所述入射光的光路上，用于将所述入射光分为分别入射至定镜和动镜的两束，并将分别从定镜和动镜反射回的两束反射光束传输至所述探测器；
所述动镜设置于所述动镜扫描装置中的动镜座上；
所述探测器设置于所述反射光束的光路上，用于接收两束反射光束生成的干涉信号。
优选地，所述干涉仪还包括与所述定镜连接的动态校正装置；
所述动态校正装置用于调整所述定镜的姿态，使所述定镜平面与所述动镜平面实时保持垂直。
本发明的第三方面提供了一种傅里叶红外光谱仪，所述傅里叶红外光谱仪包括上述动镜扫描装置或者上述迈克尔逊干涉仪。
本发明的动镜扫描装置、迈克尔逊干涉仪和傅里叶红外光谱仪，相较于现有技术，具有如下有益效果：
本发明的动镜扫描装置可以确保放置其上的动镜稳定平行移动，并配合与定镜连接的动态校正装置，使得使用该动镜扫描装置的迈克尔逊干涉仪和傅里叶红外光谱仪可以得到高精度结果。本发明的装置结构简单、零部件加工难度低且成本低。
附图说明
图1为本发明实施例提供的动镜扫描装置的立体结构示意图；
图2为图1的后视图；
图3为图1的侧视图；
图4为本发明实施例提供的迈克尔逊干涉仪的结构示意图。
图中1为底座；2为转轴；3为轴承；4为摆杆；5为动镜座；6为第一弹簧；7为第二弹簧；8为动镜；9为电机；
101为光源；102为分束镜；103为定镜；104为探测器；105为动态校正装置。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及装置的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
如图1至图3所示，本发明实施例的动镜扫描装置，包括：包括底座1、动镜座5、电机9和支撑单元；
电机9的固定端与底座1固定连接，活动端与动镜座5连接，用于驱动动镜座5平行移动；
支撑单元设置于底座1和动镜座5之间，并与底座1和动镜座5铰接，用于使动镜座5移动过程中始终保持与底座1平行。
本实施例中使用的电机9为音圈电机，具体可为摆式音圈电机(如图2所示)或者直线音圈电机等。音圈电机具有结构简单、体积小、高速和加速响应快等特性。音圈电机作为动镜座5的驱动部件，通过电流大小与方向来控制动镜座5的位置和移动速度。
本实施例中的底座1为U型结构，U型的侧壁便于与支撑单元铰接；动镜座5为板状结构，动镜与动镜座5可拆卸连接，其连接方式具体可为螺纹连接或者卡扣连接等，动镜为反射镜。
上述支撑单元包括两组支撑结构，两组支撑结构设置于底座1的相对两侧；
每组支撑结构包括两根平行设置的摆杆4，每根摆杆4均与底座1和动镜座5铰接。本实施例中的铰接采用转动连接，具体为包括转轴2和轴承3。两根转轴2安装在底座1上，两根转轴2安装在动镜座5上，底座1上的转轴2安装孔距等于动镜座5上转轴2安装孔距。安装在底座1上的转轴2与安装在动镜座5上的转轴2通过摆杆4连接，转轴2与摆杆4之间装有轴承3。
两根摆杆4与底座1和动镜座5组成截面为平行四边形的结构，该结构可以保证动镜座5移动过程中始终保持与底座1平行，从而使得使用该动镜扫描装置的迈克尔逊干涉仪和傅里叶红外光谱仪可以得到结果，且该结果为高精度的结果。
为进一步提升动镜扫描装置的稳定及精确性，本实施例还设置了第一弹簧组；
第一弹簧组包括两个第一弹簧模块，两个第一弹簧模块设置于底座1的相对两侧，且第一弹簧模块与摆杆4在同一侧；
每个第一弹簧模块均包括两根第一弹簧6，每根第一弹簧6的两端分别与底座1和动镜座5连接；第一弹簧6为拉伸弹簧。
与动镜座5连接的两根第一弹簧6之间呈锐角，具体可为5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°等，且两根第一弹簧6的最佳连接位置是位于动镜座5侧边的中心。与底座1连接的两根第一弹簧6的最佳设置位置为底座1侧边的两端。该种设置可以实现动镜座5的精确复位、降低铰接间隙影响以及提升稳定性。
为更进一步提升动镜扫描装置的稳定及精确性，本实施例还设置了第二弹簧组；
第二弹簧组包括两个第二弹簧模块，两个第二弹簧模块设置于底座1的相对两侧，且第二弹簧模块与摆杆4在同一侧；
每个第二弹簧模块可以包括一根第二弹簧7也可以包括多根第二弹簧7。当第二弹簧模块包括一根第二弹簧7时，第二弹簧7两端分别与两根摆杆4的几何中心连接。当第二弹簧模块包括多根第二弹簧7时，多根第二弹簧7平行设置且每根第二弹簧7的两端分别与两根摆杆4连接。本实施例中的第二弹簧模块具体包括两根第二弹簧7，且两根第二弹簧7分别设置于摆杆4的两端。该种设置可以降低铰接间隙影响以及提升稳定性的效果。其中第二弹簧7为拉伸弹簧。
本发明的动镜扫描装置可以确保放置其上的动镜稳定平行移动，其装置结构简单、零部件加工难度低且成本低。
本发明的第二方面提供了一种迈克尔逊干涉仪，其结构如图4所示，包括光源101、分束镜102、定镜103、动镜8、探测器104和上述动镜扫描装置；
其中光源101，用于产生入射光；
分束镜102设置于入射光的光路上，用于将入射光分为分别入射至定镜103和动镜8的两束，并将分别从定镜103和动镜8反射回的两束反射光束传输至探测器104；
动镜8设置于动镜扫描装置中的动镜座5上；利用动镜扫描装置调节动镜8的位置，从而获得不同光程差下的干涉光束；
探测器104设置于反射光束的光路上，用于接收两束反射光束生成的干涉信号。
为进一步降低动镜8在运动过程中发生较小的倾斜，影响检测结果的问题，本实施例的干涉仪中还设置了与定镜103连接的动态校正装置105。
动态校正装置105接收外部的调整指令，按照调整指令对定镜103的姿态作出调整，使定镜103平面与动镜8平面动态垂直。其中外部的调整指令是根据探测器104中接收的两束反射光束的干涉相位分析得出的，具体为根据两束反射光束的干涉相位分析出动镜8在移动过程中的倾斜趋势，然后根据分析的结果来调整定镜103。
本发明使用上述动镜扫描装置的迈克尔逊干涉仪，其结构稳定，且可得到精确的结果。
本发明的第三方面提供了一种傅里叶红外光谱仪，傅里叶红外光谱仪包括上述动镜扫描装置或者上述迈克尔逊干涉仪。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。
Claims (7)
1.一种动镜扫描装置，其特征在于，包括底座、动镜座、电机和支撑单元；
所述电机的固定端与所述底座固定连接，活动端与所述动镜座连接，用于驱动所述动镜座平行移动；
所述支撑单元设置于所述底座和所述动镜座之间，并与所述底座和所述动镜座铰接；所述支撑单元包括两组支撑结构，两组支撑结构设置于所述底座的相对两侧；每组支撑结构包括两根平行设置的摆杆，每根摆杆均与所述底座和所述动镜座铰接；
还包括第一弹簧组；所述第一弹簧组包括两个第一弹簧模块，两个第一弹簧模块设置于所述底座的相对两侧，且第一弹簧模块与所述摆杆在同一侧；
每个第一弹簧模块均包括两根第一弹簧，每根第一弹簧的两端分别与所述底座和所述动镜座连接；与所述动镜座连接的两根第一弹簧之间呈锐角。
2.根据权利要求1所述的动镜扫描装置，其特征在于，所述装置还包括第二弹簧组；
所述第二弹簧组包括两个第二弹簧模块，两个第二弹簧模块设置于所述底座的相对两侧，且第二弹簧模块与所述摆杆在同一侧；
每个第二弹簧模块均包括一根第二弹簧，所述第二弹簧两端分别与两根摆杆的几何中心连接。
3.根据权利要求1所述的动镜扫描装置，其特征在于，所述装置还包括第二弹簧组；
所述第二弹簧组包括两个第二弹簧模块，两个第二弹簧模块设置于所述底座的相对两侧，且第二弹簧模块与所述摆杆在同一侧；
每个第二弹簧模块均包括平行设置的两根第二弹簧，每根第二弹簧的两端分别与两根摆杆连接。
4.根据权利要求1所述的动镜扫描装置，其特征在于，所述电机为音圈电机。
5.一种迈克尔逊干涉仪，其特征在于，包括光源、分束镜、定镜、动镜、探测器和权利要求1-4任一项所述的动镜扫描装置；
所述光源，用于产生入射光；
所述分束镜设置于所述入射光的光路上，用于将所述入射光分为分别入射至定镜和动镜的两束，并将分别从定镜和动镜反射回的两束反射光束传输至所述探测器；
所述动镜设置于所述动镜扫描装置中的动镜座上；
所述探测器设置于所述反射光束的光路上，用于接收两束反射光束生成的干涉信号。
6.根据权利要求5所述的迈克尔逊干涉仪，其特征在于，所述干涉仪还包括与所述定镜连接的动态校正装置；
所述动态校正装置用于调整所述定镜的姿态，使定镜平面与动镜平面实时保持垂直。
7.一种傅里叶红外光谱仪，其特征在于，所述傅里叶红外光谱仪包括权利要求1-4任一项所述的动镜扫描装置或者所述权利要求5-6任一项所述的迈克尔逊干涉仪。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000088649A (ja) * | 1998-09-17 | 2000-03-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フーリエ変換分光用干渉計 |
| CN103528683A (zh) * | 2013-10-25 | 2014-01-22 | 武汉大学 | 一种用于傅立叶变换红外光谱仪的动镜扫描装置 |
| CN105157838A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-12-16 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种干涉仪定镜动态自校正的装置 |
| CN106153196A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-11-23 | 电子科技大学 | 基于无定镜迈克尔逊干涉仪的傅里叶变换光谱仪 |
| CN108851518A (zh) * | 2018-09-04 | 2018-11-23 | 深圳市华谊创美科技有限公司 | 一种升降桌 |
| CN113532648A (zh) * | 2020-04-16 | 2021-10-22 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种基于对称式柔性支撑机构的干涉光谱仪动镜扫描系统 |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000088649A (ja) * | 1998-09-17 | 2000-03-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フーリエ変換分光用干渉計 |
| CN103528683A (zh) * | 2013-10-25 | 2014-01-22 | 武汉大学 | 一种用于傅立叶变换红外光谱仪的动镜扫描装置 |
| CN105157838A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-12-16 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种干涉仪定镜动态自校正的装置 |
| CN106153196A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-11-23 | 电子科技大学 | 基于无定镜迈克尔逊干涉仪的傅里叶变换光谱仪 |
| CN108851518A (zh) * | 2018-09-04 | 2018-11-23 | 深圳市华谊创美科技有限公司 | 一种升降桌 |
| CN113532648A (zh) * | 2020-04-16 | 2021-10-22 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种基于对称式柔性支撑机构的干涉光谱仪动镜扫描系统 |
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