塞曼背景校正光路及其系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種塞曼背景校正光路及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，橫向塞曼背景校正的光路包括:洛匈棱鏡方式和沃拉斯頓棱鏡方式。其中，洛匈棱鏡方式的優(yōu)點(diǎn)是:兩道的信號(hào)比較一致，兩束光重合比較好，洛匈棱鏡方式的缺點(diǎn)是:需要電機(jī)帶動(dòng)棱鏡旋轉(zhuǎn)才能將兩束光分開，電機(jī)的性能很大程度影響了背景校正和儀器的穩(wěn)定性。而沃拉斯頓棱鏡方式的優(yōu)點(diǎn)是:棱鏡靜止不動(dòng)，不需要運(yùn)動(dòng)部件，可靠性高，缺點(diǎn)是:兩道信號(hào)一致性差，光學(xué)鏡片較多。因此，洛匈棱鏡方式和沃拉斯頓棱鏡方式都存在缺陷。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)的塞曼背景校正光路原理圖，包括:光源1，恒定磁場(chǎng)和原子化器2，洛匈棱鏡和旋轉(zhuǎn)電機(jī)3以及單色器和檢測(cè)器4，其中，光源I發(fā)出的光經(jīng)過原子化器2后，包含平行振動(dòng)方向的光和垂直振動(dòng)方向的光，要實(shí)現(xiàn)背景校正需要將這兩種光分離出來進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)前現(xiàn)有技術(shù)是光通過一個(gè)旋轉(zhuǎn)的洛匈棱鏡3，洛匈棱鏡3在某一角度時(shí)平行振動(dòng)方向的光通過洛匈棱鏡沿直線傳播，被檢測(cè)器4接收，垂直振動(dòng)方向的光偏離原傳播方向不能被檢測(cè)器4接收；洛匈棱鏡3旋轉(zhuǎn)90度后垂直振動(dòng)方向的光通過洛匈棱鏡3沿直線傳播，被檢測(cè)器4接收，而平行振動(dòng)方向的光偏離原傳播方向不能被檢測(cè)器接收。由此實(shí)現(xiàn)兩種光被分離，并分時(shí)進(jìn)行測(cè)量。該方案的缺點(diǎn)是:電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度、噪音、溫升等因素都會(huì)影響測(cè)量穩(wěn)定性和可靠性。
[0004]有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計(jì)人，積極加以研宄創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型方法的塞曼背景校正光路，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種采用兩塊洛匈棱鏡固定安裝實(shí)現(xiàn)光束分開從而增強(qiáng)了儀器的穩(wěn)定性和可靠性的塞曼背景校正光路以及系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明提供一種塞曼背景校正光路，包括:光源，恒定磁場(chǎng)和原子化器，第一半透半反鏡，第一洛匈棱鏡，第一全反射鏡，第二洛匈棱鏡，第二全反射鏡，切光器以及單色器和檢測(cè)器，其中，所述光源發(fā)出光，所述恒定磁場(chǎng)和原子化器接收所述光源發(fā)出的光和將所述光發(fā)送到所述第一半透半反鏡，所述第一半透半反鏡接收所述光、將所述光分成第一光束和第二光束，并將所述第一光束沿直線發(fā)送到所述第一洛匈棱鏡以及將所述第二光束沿垂直方向反射到所述第一全反射鏡，所述第一洛匈棱鏡將第一光束發(fā)送到所述切光器，所述第一全反射鏡接收所述第二光束和將所述第二光束發(fā)送到所述第二洛匈棱鏡，所述第二洛匈棱鏡接收所述第二光束和將所述第二光束發(fā)送到所述第二全反射鏡，所述第二全反射鏡將第二光束發(fā)送到所述切光器，所述切光器機(jī)通過旋轉(zhuǎn)切光片遮擋所述第一光束和所述第二光束兩者之一的光束，并將未被遮擋的光束發(fā)送到所述單色器和檢測(cè)器。
[0007]進(jìn)一步的，上述塞曼背景校正光路，還包括第二半透半反鏡，從所述第一全反射鏡接收所述第一光束，并將所述第一光束發(fā)送到所述切光器。
[0008]進(jìn)一步的，上述切光器的切光片為透光和全反射兩種狀態(tài)，當(dāng)所述切光器為透光狀態(tài)時(shí)，接收所述第一洛匈棱鏡發(fā)送的第一光束，并將所述第一光束透?jìng)鞯剿鰡紊骱蜋z測(cè)器；當(dāng)所述切光器為全反射狀態(tài)時(shí)，接收所述第二全反射鏡發(fā)送的第二光束，并將所述第二光束反射到所述單色器和檢測(cè)器。
[0009]本發(fā)明提供一種塞曼背景校正光路系統(tǒng)，包括上述任意的塞曼背景校正光路。
[0010]借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011]本發(fā)明的這兩種光路設(shè)計(jì)方案解決了同類產(chǎn)品對(duì)高精度電機(jī)的依賴，切光器電機(jī)負(fù)載小，可以使用小功率直流無刷電機(jī)即可，對(duì)轉(zhuǎn)速?zèng)]有嚴(yán)格要求，本發(fā)明的洛匈棱鏡固定放置穩(wěn)定可靠，便于調(diào)節(jié)和維護(hù)，洛匈棱鏡固定放置使光信號(hào)更加穩(wěn)定，提升了儀器的性能。由于高精度電機(jī)的價(jià)格昂貴，而通過光學(xué)元件替代了高精度電機(jī)，降低了整個(gè)系統(tǒng)的成本。
[0012]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。
【附圖說明】
[0013]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的橫向塞曼背景校正光路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明的一種塞曼背景校正光路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明的另一種塞曼背景校正光路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0017]參見圖2-3所示，一種塞曼背景校正光路，包括:光源11，恒定磁場(chǎng)和原子化器12，第一半透半反鏡13，第一洛匈棱鏡14，第一全反射鏡15，第二洛匈棱鏡16，第二全反射鏡17，切光器18，第二半透半反鏡19以及單色器和檢測(cè)器20，其中，光源11發(fā)出光和將光發(fā)送到恒定磁場(chǎng)和原子化器12，恒定磁場(chǎng)和原子化器12接收光源11發(fā)出的光和將光發(fā)送到第一半透半反鏡13，第一半透半反鏡13接收光、將光分成第一光束和第二光束，并將第一光束沿直線發(fā)送到第一洛匈棱鏡14以及將第二光束沿垂直方向反射到第一全反射鏡15，第一洛匈棱鏡14將第一光束發(fā)送到切光器18，第一全反射鏡15接收第二光束和將第二光束發(fā)送到第二洛匈棱鏡16，第二洛匈棱鏡16接收第二光束和將第二光束發(fā)送到第二全反射鏡17，第二全反射鏡17將第二光束發(fā)送到切光器18，切光器機(jī)18通過旋轉(zhuǎn)切光片遮擋所述第一光束和所述第二光束兩者之一的光束，并將未被遮擋的光束發(fā)送到所述單色器和檢測(cè)器20。進(jìn)一步的，還如圖2所示，還包括第二半透半反鏡19，從第一全反射鏡15接收第一光束，并將第一光束發(fā)送到切光器18。進(jìn)一步的，如圖3所示，切光器18的切光片為透光和全反射兩種狀態(tài)，當(dāng)切光器18為透光狀態(tài)時(shí)，接收第一洛匈棱鏡14發(fā)送的第一光束，并將第一光束透?jìng)鞯絾紊骱蜋z測(cè)器20 ;當(dāng)切光器18為全反射狀態(tài)時(shí)，接收第二全反射鏡17發(fā)送的第二光束，并將第二光束17反射到單色器和檢測(cè)器20。需要說明的是:切光器18為電機(jī)驅(qū)動(dòng)切光片旋轉(zhuǎn)，第一光束通過時(shí)第二光束被遮擋，第二光束通過時(shí)第一光束被遮擋，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)兩束光的分時(shí)測(cè)量。此時(shí)，只要將第一洛匈棱鏡14調(diào)節(jié)為使平行振動(dòng)方向的光沿直線傳播，將第二洛匈棱鏡16調(diào)節(jié)為使垂直振動(dòng)方向的光沿直線傳播，即第一光束即為平行振動(dòng)方向的光，第二光束即為垂直振動(dòng)方向的光。
[0018]仍然如圖2-3所示，本發(fā)明還提供一種塞曼背景校正光路系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:上述任意一種塞曼背景校正光路。
[0019]本發(fā)明的這兩種光路設(shè)計(jì)方案解決了同類產(chǎn)品對(duì)高精度電機(jī)的依賴，切光器電機(jī)負(fù)載小，可以使用小功率直流無刷電機(jī)即可，對(duì)轉(zhuǎn)速?zèng)]有嚴(yán)格要求，本發(fā)明的洛匈棱鏡固定放置穩(wěn)定可靠，便于調(diào)節(jié)和維護(hù)，洛匈棱鏡固定放置使光信號(hào)更加穩(wěn)定，提升了儀器的性能。而由于高精度電機(jī)的價(jià)格昂貴，通過光學(xué)元件替代了高精度電機(jī)，降低了整個(gè)系統(tǒng)的成本。其中，圖2中使用了兩塊半透半反鏡，對(duì)光能量衰減較大，但是對(duì)切光器要求較低，只要擋光和透光就可以滿足要求。而圖3中使用了一塊半透半反鏡，減小了光能量損失，但切光器為透射和全反射狀態(tài)，在全反射時(shí)必須保證切光片旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)。
[0020]上述本發(fā)明的兩種方法中使用了多個(gè)光學(xué)元件，將光束分開后又合并，兩個(gè)光束合并后的重合度很重要，重合的越好背景校正的效果越好。方案中使用了半透半反鏡和全反射鏡，這些光學(xué)元件對(duì)光信號(hào)都有衰減，應(yīng)盡量提高光學(xué)元件的特性，減少光能量損失。使用方案二時(shí)必須保證切光片旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。
[0021]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并不用于限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種塞曼背景校正光路，其特征在于，包括:光源，恒定磁場(chǎng)和原子化器，第一半透半反鏡，第一洛匈棱鏡，第一全反射鏡，第二洛匈棱鏡，第二全反射鏡，切光器以及單色器和檢測(cè)器，其中，所述光源發(fā)出光，所述恒定磁場(chǎng)和原子化器接收所述光源發(fā)出的光和將所述光發(fā)送到所述第一半透半反鏡，所述第一半透半反鏡接收所述光、將所述光分成第一光束和第二光束，并將所述第一光束沿直線發(fā)送到所述第一洛匈棱鏡以及將所述第二光束沿垂直方向反射到所述第一全反射鏡，所述第一洛匈棱鏡將第一光束發(fā)送到所述切光器，所述第一全反射鏡接收所述第二光束和將所述第二光束發(fā)送到所述第二洛匈棱鏡，所述第二洛匈棱鏡接收所述第二光束和將所述第二光束發(fā)送到所述第二全反射鏡，所述第二全反射鏡將第二光束發(fā)送到所述切光器，所述切光器機(jī)通過旋轉(zhuǎn)切光片遮擋所述第一光束和所述第二光束兩者之一的光束，并將未被遮擋的光束發(fā)送到所述單色器和檢測(cè)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的塞曼背景校正光路，其特征在于，所述塞曼背景校正光路還包括第二半透半反鏡，從所述第一全反射鏡接收所述第一光束，并將所述第一光束發(fā)送到所述切光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的塞曼背景校正光路，其特征在于，所述切光器的切光片為透光和全反射兩種狀態(tài)，當(dāng)所述切光器為透光狀態(tài)時(shí)，接收所述第一洛匈棱鏡發(fā)送的第一光束，并將所述第一光束透?jìng)鞯剿鰡紊骱蜋z測(cè)器；當(dāng)所述切光器為全反射狀態(tài)時(shí)，接收所述第二全反射鏡發(fā)送的第二光束，并將所述第二光束反射到所述單色器和檢測(cè)器。
4.一種塞曼背景校正光路系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至3項(xiàng)中任意一下所述的塞曼背景校正光路。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種塞曼背景校正光路及其系統(tǒng)。包括：光源發(fā)出光，恒定磁場(chǎng)和原子化器接收光源發(fā)出的光和將光發(fā)送到第一半透半反鏡，第一半透半反鏡接收光、將光分成第一光束和第二光束，并將第一光束沿直線發(fā)送到第一洛匈棱鏡以及將第二光束沿垂直方向反射到第一全反射鏡，第一洛匈棱鏡將第一光束發(fā)送到切光器，第一全反射鏡接收第二光束和將第二光束發(fā)送到第二洛匈棱鏡，第二洛匈棱鏡接收第二光束和將第二光束發(fā)送到第二全反射鏡，第二全反射鏡將第二光束發(fā)送到切光器，切光器機(jī)通過旋轉(zhuǎn)切光片遮擋第一光束和第二光束兩者之一的光束，并將未被遮擋的光束發(fā)送到單色器和檢測(cè)器。增強(qiáng)了儀器的穩(wěn)定性和可靠性。
【IPC分類】G01J3-02, G02B27-00
【公開號(hào)】CN104655272
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510067759
【發(fā)明人】杜江, 張舜生, 甄長(zhǎng)偉
【申請(qǐng)人】北京海光儀器有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年2月10日