CN204203100U - 基于分光光度法的大尺寸光学元件透射率测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于分光光度法的大尺寸光学元件透射率测量装置，涉及一种基于分光光度法的透射率测量装置，其目的在于提供一种用于测量大尺寸光学元件透射率的基于分光光度法的测量装置。其技术方案为：装置包括光源、光栅单色仪、第一切光器、第二切光器、平面反射镜和积分收集球，光源发出的连续光通过光栅单色仪进行分光并获得单色光，单色光经由第一切光器、第二切光器后形成相互平行的参比光路和样品光路两束光路，参比光路的光束照射在光纤上且参比光路的信号通过光纤输送入积分收集球；样品光路经平面反射镜发生反射使样品光路发生偏折，偏折后的样品光路穿过大尺寸待测样品后进入积分收集球。

Description

基于分光光度法的大尺寸光学元件透射率测量装置

技术领域

本实用新型属于光学精密检测技术领域，涉及一种基于分光光度法的透射率测量装置，具体涉及一种用于测量大尺寸光学元件的透射率测量装置。

背景技术

分光光度法是在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度，对该物质进行定性或定量分析。分光光度计就是利用分光光度法的一种测量仪器，而分光光度计根据光束的数目不同可分为单光束型分光光度计和双光束型分光光度计；该单光束型分光光度计是利用计算机先把参比扫描获得的信息储存起来，然后扫描样品，由计算机对获得的样品信息与储存的同一波长的参比信息进行处理，最后由打印机打印出光谱吸收曲线；而双光束型分光光度计是用机械结构获得两束光，一束通过样品、另一束通过参考溶液的方式来分析样品。因双光束型分光光度计所采用的测量方式可以克服光源不稳定性、某些杂质干扰因素等影响，还可以检测样品随时间的变化，因而其在分光技术领域得到充分应用，使得现有技术中大多都采用双光束型分光光度计对光学元件进行透射率测试。

申请号为200410115652.x的发明专利就公开了一种晶体宽头光谱相位延迟的测量方法的装置，该装置包括双光束分光光度计，它是由光源、单色仪、两个反射镜和两个半透半反镜、光电倍增管和计算机构成，光源位于单色仪前面，单色仪后面是呈矩形位置放置的两个反射镜和两个半透半反镜，经由第一个反射镜和半透半反镜可将单色仪初设的单色光形成两个平行的光路，再由第两个反射镜和半透半反镜将两个光路汇聚为一个光路；光电倍增管放置在汇聚光路的终端位置，光电倍增管后面连接计算机，两个光路中其中一个光路中依次放置有一个起偏器和一个检偏器，另一个光路中放置有一个起偏器。

该装置采用双光束分光光度计以及起偏器和检偏器，可连续测量出单轴晶体的透射谱，由不同波长下的透射率值可得到单轴晶体的相位延迟量，继而实现相位延迟量的多波长测量。但是，在该装置中，参比光路和样品光路在样品仓中为相互平行的两束光路，且这两束光路相距较近，因而现有的分光光度计受限于光度计本身结构和样品仓的尺寸，只能用于测量尺寸较小的光学元件，无法用于测量超大尺寸样品透射率。而现有技术中，针对大尺寸光学元件镀膜后透射率的检测,一般采用小尺寸陪镀片检测结果来间接评价，但是这种检测方法测量误差较大。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种用于测量大尺寸光学元件透射率的基于分光光度法的测量装置。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种基于分光光度法的大尺寸光学元件透射率测量装置，包括光源、光栅单色仪和积分收集球，光源发出的连续光通过光栅单色仪进行分光并获得单色光，其特征在于：光栅单色仪后面还设有第一切光器、第二切光器，第二切光器后面设有平面反射镜，单色光经由第一切光器、第二切光器后形成相互平行的参比光路和样品光路两束光路，所述参比光路的光束照射在光纤上且参比光路的信号通过光纤输送入积分收集球；所述样品光路经平面反射镜发生反射使样品光路发生偏折，偏折后的样品光路穿过大尺寸待测样品后进入积分收集球。

本实用新型工作时，在打开光源之前，先按照元器件之间的位置关系安装好各个元器件，之后打开光源，光源发出连续光，该连续光首先通过光栅单色仪进行分光，此时旋转光栅单色仪可获得各个波段的单色光，待出现相应波段的单色光后停止旋转光栅单色仪，该波段单色光从光栅单色仪中射出来，经过光栅单色仪的单色光经由第一切光器、第二切光器后形成相互平行的参比光路和样品光路两束光路（单色光经第一切光器后形成互成一定夹角的两束光路，其中一束光路经由第二切光器折射后与另一光路平行）；其中，参比光路照射在光纤上，通过光纤将参比光路中的信号输送入积分收集球内，样品光路先照射至平面反光镜上发生反射，使样品光路发生偏折，偏折后的样品光路在穿过大尺寸待测样品后进入积分收集球，通过分析、对比最终的参比光路和穿过待测样品的样品光路，从而获得大尺寸待测样品的透射率。

本实用新型的目的还可以通过以下途径来实现：

样品光路经平面反射镜发生反射后样品光路偏折80°至100°。

所述光源包括第一光源和第二光源，所述第一光源发出的连续光经半透半反镜透射后到达光栅单色仪；所述第二光源发出的连续光经半透半反镜反射后到达光栅单色仪。

所述第一光源为氘灯，该氘灯包括由石英玻璃或高硼玻璃制成的灯管，所述灯管内充有氘气，所述氘灯主要发射紫外光，所发射出的紫外光的波长为200nm～350nm。

所述第二光源为卤钨灯，所述卤钨灯为采用石英玻璃灯泡壳的白炽灯，所述卤钨灯内填充有含有卤族元素或卤化物的气体，所述卤钨灯主要发射可见光及近红外光，所发射出的光线的波长为320nm～2500nm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型中，保持原有分光光度计主要光路结构不变，并在样品光路中增设一个平面反射镜，样品光路通过该平面反射镜后光路发生偏折，偏折后的样品光路与参比光路不再平行，因而样品光路穿过大尺寸待测样品时样品光路与参比光路之间的间距增大，从而可用于测量大尺寸光学元件；此外，改进所引入的光学元件少，在保证分光光度计测量精度高的同时，实现了大尺寸样品透射率的检测，改造成本低廉。

2、本实用新型中，样品光路经平面反射镜发生反射后样品光路偏折80°至100°，优选偏折90°，参比光路与偏折后的样品光路在达到待测样品时间距较大，因而可用于测试尺寸较大或超大的光学元件。

3、本实用新型中，光源包括第一光源和第二光源，通过设置多种光源，可提供红外光、可见光和紫外光等中的一种或两种，而无需为了提供不同的光线而更换光源，节约更换光源的时间，提高测试效率。

4、本实用新型中，第一光源为氘灯，该氘灯采用由石英玻璃或者高硼玻璃制成的灯管，所述灯管内充满一定压力的氘气，使氘灯能够提供波长范围为200nm～350nm的紫外光。

5、本实用新型中，第二光源为卤钨灯光源，所述卤钨灯为采用石英玻璃灯泡壳的白炽灯，并在卤钨灯内填充有含有卤族元素或卤化物的气体，使得卤钨灯能够提供波长范围为320nm～2500nm的可见光及近红外光。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

其中，附图标记为：1—光源、2—光栅单色仪、3—第一切光器、4—第二切光器、5—参比光路、6—样品光路、7—平面反射镜、8—大尺寸待测样品、9—积分收集球、10—光纤、11—第一光源、12—第二光源、13—半透半反镜。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型做进一步说明：

实施例一

一种基于分光光度法的大尺寸光学元件透射率测量装置，该检测装置主要用于测量大尺寸或超大尺寸的光学元件的透射率。该检测装置包括光源1、设置于光源1后面的光栅单色仪2，光栅单色仪2设有并列设置的第一切光器3和第二切光器4；第一切光器3后面设有光纤10，该光纤10与积分收集球9连接；第二切光器4后设有平面反射镜7，平面反射镜7一侧设有大尺寸待测样品8，大尺寸待测样品8后设有积分收集球9。

本实用新型工作时，在打开光源1之前，先按照元器件之间的位置关系安装好各个元器件，之后打开光源1，光源1发出连续光，该连续光首先通过光栅单色仪2进行分光，此时旋转光栅单色仪2即可获得各个波段的单色光，待出现相应波段的单色光（所需要的波段的单色光）后停止旋转光栅单色仪2，该波段单色光从光栅单色仪2中射出来，经过光栅单色仪2的单色光经由第一切光器3、第二切光器4后形成相互平行的参比光路5和样品光路6两束光路（单色光经第一切光器3后形成互成一定夹角的两束光路，其中一束光路经由第二切光器4折射后与另一光路平行）；其中，参比光路5照射在光纤10上，通过光纤10将参比光路5中的信号输送入积分收集球9内，样品光路6先照射至平面反光镜7上发生反射，使样品光路6发生偏折，偏折后的样品光路6在穿过大尺寸待测样品8后进入积分收集球9，通过分析、对比最终的参比光路5和穿过待测样品的样品光路6，从而获得大尺寸待测样品8的透射率。

本实施例保持原有分光光度计主要光路结构不变，并在样品光路6中增设一个平面反射镜7，样品光路6通过该平面反射镜7后光路发生偏折，偏折后的样品光路6与参比光路5不再平行，因而样品光路穿过大尺寸待测样品8时样品光路6与参比光路5之间的间距增大，从而可用于测量大尺寸光学元件。

实施例二

在实施例一的基础上，平面反射镜7与第二切光器4的夹角为-10°至10°，使得样品光路6经平面反射镜7发生反射后样品光路6偏折80°至100°。但本实施例中，平面反射镜7与第二切光器4相互平行设置，使样品光路6经平面反射镜7发生反射后样品光路6偏折90°。

实施例三

在实施例一或实施例二的基础上，光源1可设置一个，也可以同时设置多个。本实施例中，光源1设置有两个：第一光源11和第二光源12。在第一光源11、第二光源12与光栅单色仪2设置有半透半反镜13，第一光源11发出的连续光经半透半反镜13产生投射后到达光栅单色仪2；第二光源12发出的连续光经半透半反镜13产生反射后到达光栅单色仪2。

本实施例中，光源1设置有两个：第一光源11和第二光源12，通过设置两个光源，在两个光源都存在的时候能够选择提供红外光、可见光和紫外光等中的一种或两种，而无需为了提供不同的光线而更换光源，节约更换光源的时间，提高测试效率。

实施例四

在实施例三的基础上，该第一光源11采用氘灯，该氘灯包括由石英玻璃或者高硼玻璃制成的灯管，所述灯管内充有一定量的氘气。

本实施例中，氘灯主要是依靠等离子体放电，始终让氘灯处于一个稳定的氘元素电弧状态下，从而使该氘灯能够发射出波长为200nm至350nm的紫外光。

实施例五

在实施例三的基础上，该第二光源12采用卤钨灯，该卤钨灯为白炽灯，该白炽灯的灯泡壳采用耐高温机械强度高的石英玻璃制成，并在白炽灯内填充有含有卤族元素或卤化物的气体。

卤钨灯通过灯丝加热，在适当的温度条件下，从灯丝蒸发出来的钨在泡壁区域与卤素物质反应，形成挥发性的卤钨化合物。当卤钨化合物扩散到较热的灯丝周围区域时又分化为卤素和钨。释放出来的钨部分回到灯丝上，而卤素继续参与循环过程。卤钨灯在此循环过程中，可发射出波长为320nm～2500nm的可见光及近红外光。

Claims (5)

1.一种基于分光光度法的大尺寸光学元件透射率测量装置，包括光源（1）、光栅单色仪（2）和积分收集球（9），所述光源（1）发出的连续光通过光栅单色仪（2）进行分光并获得单色光，其特征在于：光栅单色仪（2）后面还设有第一切光器（3）、第二切光器（4），第二切光器（4）后面设有平面反射镜（7），所述单色光经由第一切光器（3）、第二切光器（4）后形成相互平行的参比光路（5）和样品光路（6）两束光路，所述参比光路（5）的光束照射在光纤（10）上且参比光路（5）的信号通过光纤（10）输送入积分收集球（9）；所述样品光路（6）经平面反射镜（7）发生反射使样品光路（6）发生偏折，偏折后的样品光路（6）穿过大尺寸待测样品（8）后进入积分收集球（9）。

2.如权利要求1所述的基于分光光度法的大尺寸光学元件透射率测量装置，其特征在于：样品光路（6）经平面反射镜（7）发生反射后样品光路（6）偏折80°至100°。

3.如权利要求1所述的基于分光光度法的大尺寸光学元件透射率测量装置，其特征在于：所述光源（1）包括第一光源（11）和第二光源（12），所述第一光源（11）发出的连续光经半透半反镜（13）透射后到达光栅单色仪（2）；所述第二光源（12）发出的连续光经半透半反镜（13）反射后到达光栅单色仪（2）。

4.如权利要求3所述的基于分光光度法的大尺寸光学元件透射率测量装置，其特征在于：所述第一光源（11）为氘灯，所述氘灯包括由石英玻璃或高硼玻璃制成的灯管，所述灯管内充有氘气。

5.如权利要求3所述的基于分光光度法的大尺寸光学元件透射率测量装置，其特征在于：所述第二光源（12）为卤钨灯，所述卤钨灯为采用石英玻璃灯泡壳的白炽灯。