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专利名称：一种减小光谱仪尺寸或提高光谱仪分辨率的结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光学测量领域，尤其涉及一种减小光谱仪尺寸或提高光谱仪分辨率的结构。
背景技术：
采用电荷耦合器件(CCD )结构的光谱仪微型化是以降低分辨率为代价的。其高精度微型化的一个困难是CXD像素单元的有限尺寸，如CXD的一个像素尺寸为7 μ m，若光谱仪的分辨率为O. lnm，则200nm光谱范围要求CCD极限长度为14mm。若光谱仪的分辨率为
O.Olnm则CXD极限长度需为14cm，这对于光谱仪的微型化是一个很大的障碍。远红外C⑶价格昂贵。硅电荷耦合器件(Si (XD)是一种重要的固态成像器件。在可见光到近红外波段Γ1. I微米)，Si CXD是性能良好的、低成本的成像器件。然而，对于远红外波段的光谱，已经超出Si C⑶响应范围。目前还没有一种性能好且低成本的C⑶来探测远红外光谱。相对于可见光波段探测Si CXD来说，远红外C⑶的价格昂贵许多。
发明内容本实用新型正是针对以上问题，提出一种减小光谱仪尺寸或提高光谱仪分辨率的结构，其采用阵列结构的光栏以提高微型光谱仪分辨率，以及采用上转化材料实现可见光波段探测CCD探测远红外光谱的结构。为达成上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种减小光谱仪尺寸或提高光谱仪分辨率的结构，在色散系统和CCD阵列之间且靠近CCD阵列添加一片阵列光栏，所述阵列光栏具有周期性槽形通孔，槽形通孔宽度与其周期具有固定比例关系，所述阵列光栏与驱动机构相连，驱动机构带动控制光栏横向移动，步进量与通孔宽度一致。所述的驱动机构为压电陶瓷或电机。所述阵列光栏的槽形通孔填充转化材料。采用上述技术方案，平时，本实用新型CCD只能接收到通过通孔的光。在时序电路的控制下，光栏时序的移动。CCD则可读取不同位置下光谱光强数据，实现高于原来10倍或5倍的分辨率光谱探测。这意味着在探测分辨率不变的情况下，可以减小CCD的尺寸，进而减小光谱仪尺寸。如果在光栏的通孔上填充上转化材料，则可采用探测可见光波段CXD来实现远红外光谱探测。本实用新型的优点在于提高微型光谱仪分辨率，也可实现减小微型光谱仪尺寸。对于远红外测量光谱仪，可以降低其制作成本。

图I为周期性槽形通孔光栏示意图；[0013]图2为光栏安装示意图；图3为光栏槽形通孔填充上转化材料示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型详述。如图I —图3，本实用新型实施例，制作一种阵列光栏。在一块基片上周期性的刻划出槽形通孔。周期与C⑶像素单元周期一致，通孔宽度可为周期的十分之一或五分之一，这取决于分辨率要求。将阵列光栏置于C⑶阵列前。将光栏安放于CXD阵列前，尽量靠近CCD阵列表面，并对齐光栏通孔与CCD像素点。阵列光栏采用PZT (压电陶瓷)或步进电机驱动。将光栏的侧面与PZT或步进电机相连。通过时序电路，控制光栏横向移动，步进量与通孔宽度一致。在采用以上结构的情况下，CXD只能接收到通过通孔的光。在时序电路的控制下， 光栏时序的移动。CCD则可读取不同位置下光谱光强数据，实现高于原来10倍或5倍的分辨率光谱探测。这意味着在探测分辨率不变的情况下，可以减小CCD的尺寸，进而减小光谱仪尺寸。如果在光栏的通孔上填充上转化材料，则可采用探测可见光波段CCD来实现远红外光谱探测。本实用新型的优点在于提高微型光谱仪分辨率，也可实现减小微型光谱仪尺寸。对于远红外测量光谱仪，可以降低其制作成本。具体的，如图I所示，在色散系统101和CXD 104之间添加一片阵列光栏102.所述阵列光栏102的槽形通孔宽度与槽形通孔周期的比为I :10。并将阵列光栏102与PZT103相连。阵列光栏102尽量贴近(XD104安装，并将阵列光栏102的槽形通孔202与(XD104的像素单元204对齐。通过电路控制PZT103，使阵列光栏102实现横向步进功能，步进量与阵列光栏102的槽形通孔宽度一致。最后对光谱进行光谱定标，实现光谱仪分辨率提高10倍。针对远红外光谱探测，则在光栏102的槽形通孔上填充上转化材料303。远红外光谱经过光栏槽形通孔202后，被转化成可见光谱并被(XD104接收。从而实现远红外光谱探测。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出的各种变化，均为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种减小光谱仪尺寸或提高光谱仪分辨率的结构，其特征在于 在色散系统和CCD阵列之间且靠近CCD阵列添加一片阵列光栏，所述阵列光栏具有周期性槽形通孔，槽形通孔宽度与其周期具有固定比例关系，所述阵列光栏与驱动机构相连，驱动机构带动控制光栏横向移动，步进量与通孔宽度一致。
2.如权利要求I所述的一种减小光谱仪尺寸或提高光谱仪分辨率的结构，其特征在于所述的驱动机构为压电陶瓷或电机。
3.如权利要求I或2所述的一种减小光谱仪尺寸或提高光谱仪分辨率的结构，其特征在于所述阵列光栏的槽形通孔填充上转化材料。
专利摘要一种减小光谱仪尺寸或提高光谱仪分辨率的结构，在色散系统和CCD阵列之间且靠近CCD阵列添加一片阵列光栏，所述阵列光栏具有周期性槽形通孔，槽形通孔宽度与其周期具有固定比例关系，所述阵列光栏与驱动机构相连，驱动机构带动控制光栏横向移动，步进量与通孔宽度一致，其优点在于提高微型光谱仪分辨率，也可实现减小微型光谱仪尺寸。对于远红外测量光谱仪，可以降低其制作成本。
文档编号G01J3/04GK202485797SQ20122012815
公开日2012年10月10日 申请日期2012年3月30日 优先权日2012年3月30日
发明者吴砺, 张新汉, 林磊 申请人:福州高意光学有限公司