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一種輻射能量和波長(zhǎng)可調(diào)的光纖輻射源的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種輻射能量和波長(zhǎng)可調(diào)的光纖輻射源，包括發(fā)光源、單色儀、輸入準(zhǔn)直器、衰減片、輸出準(zhǔn)直器、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)螺桿和光纖，所述發(fā)光源對(duì)準(zhǔn)單色儀的入射狹縫，將輸入準(zhǔn)直器設(shè)置在單色儀的出射狹縫處，衰減片位于輸入準(zhǔn)直器和輸出準(zhǔn)直器之間，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)螺桿與衰減片連接，控制衰減片的運(yùn)動(dòng)，將光纖的輸入端口與輸出準(zhǔn)直器的出射端口連接。采用上述方案，通過(guò)調(diào)節(jié)單色儀和衰減片的衰減比，即可實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)和輻射能量均可調(diào)的輻射源，通過(guò)光纖輸出光束，可方便的改變光束的傳播方向，能夠滿足光譜儀、光電探測(cè)器等定標(biāo)時(shí)對(duì)輻射源的輻射能量和波長(zhǎng)可調(diào)、光束方向靈活改變的需求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種輻射能量和波長(zhǎng)可調(diào)的光纖輻射源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于輻射源【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及的是一種輻射能量和波長(zhǎng)可調(diào)的光纖輻射源。
【背景技術(shù)】
[0002]在光譜儀、光電探測(cè)器、衛(wèi)星遙感光學(xué)傳感器、相機(jī)等儀器的研制中，為了保證光譜信息、探測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，需要對(duì)光譜儀、光電探測(cè)器等進(jìn)行精確的輻射定標(biāo)，以確保儀器的精度。在對(duì)光譜儀、光電探測(cè)器等儀器進(jìn)行定標(biāo)時(shí)，通常采用輻射源直接照射儀器，實(shí)現(xiàn)光譜響應(yīng)度的定標(biāo)。
[0003]在實(shí)際應(yīng)用中，光譜儀、光電探測(cè)器等儀器具有一定的工作波長(zhǎng)范圍，而且光譜響應(yīng)度與波長(zhǎng)相關(guān)，因此需要采用單一波長(zhǎng)的光照射光譜儀、光電探測(cè)器等儀器，為了實(shí)現(xiàn)工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)的定標(biāo)，需要不斷調(diào)節(jié)輻射源的波長(zhǎng)。由于儀器誤差、大氣環(huán)境的影響，用單一波長(zhǎng)光束在同一輻射能量測(cè)試光譜響應(yīng)度，存在較大的測(cè)試誤差，為了準(zhǔn)確測(cè)量單一波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的光譜響應(yīng)度，需要調(diào)節(jié)同一波長(zhǎng)的輻射能量，實(shí)現(xiàn)在不同輻射能量的照射下，測(cè)試多組光譜響應(yīng)度，取平均值做為該波長(zhǎng)的光譜響應(yīng)度，可減少測(cè)試誤差，提高測(cè)試精度。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中，論文“大氣遙感遠(yuǎn)紫外光譜儀絕對(duì)光譜輻照度響應(yīng)度定標(biāo)方法研究”(光譜學(xué)與光譜分析，第33卷第I期，第246?249頁(yè)，2013年I月)公開(kāi)了一種用于光譜響應(yīng)度定標(biāo)的紫外輻射源，該輻射源主要由發(fā)光源、單色儀和準(zhǔn)直系統(tǒng)組成，可實(shí)現(xiàn)115nm?380nm的單色光輸出。在該文獻(xiàn)中，發(fā)光源出射的光譜為連續(xù)譜，用單色儀對(duì)連續(xù)譜進(jìn)行分色使各譜線分立，通過(guò)旋轉(zhuǎn)單色儀中的光柵完成波長(zhǎng)切換，通過(guò)單色儀中出射狹縫發(fā)射出單色光，最后利用準(zhǔn)直系統(tǒng)將發(fā)散光轉(zhuǎn)化為平行光。在利用該輻射源對(duì)光譜儀、光電探測(cè)器等儀器進(jìn)行定標(biāo)時(shí)，需要將定標(biāo)儀器對(duì)準(zhǔn)該輻射源的出射口徑，當(dāng)定標(biāo)儀器的位置或接收光束方向變動(dòng)時(shí)，需要通過(guò)移動(dòng)整個(gè)輻射源來(lái)實(shí)現(xiàn)光束出射口徑對(duì)準(zhǔn)定標(biāo)儀器接收面，操作繁瑣，難以精確對(duì)準(zhǔn)。另外，在該輻射源中，并沒(méi)有對(duì)單一波長(zhǎng)的輻射能量進(jìn)行調(diào)節(jié)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)不同輻射能量照射下，定標(biāo)儀器光譜響應(yīng)度的測(cè)試，影響了測(cè)試準(zhǔn)確度，增大了測(cè)試誤差。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn):1.現(xiàn)有可調(diào)單色輻射源無(wú)法實(shí)現(xiàn)單一波長(zhǎng)輻射能量的大動(dòng)態(tài)范圍調(diào)節(jié)，從而影響光譜響應(yīng)度的定標(biāo)精度；2.當(dāng)光譜儀、光電探測(cè)器等儀器的位置或光束接收面改變方向時(shí)，需要通過(guò)移動(dòng)整個(gè)輻射源來(lái)實(shí)現(xiàn)光束傳播方向的改變，使用不便，對(duì)準(zhǔn)困難。
[0006]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種輻射能量和波長(zhǎng)可調(diào)的光纖輻射源。
[0008]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:[0009]一種輻射能量和波長(zhǎng)可調(diào)的光纖輻射源，包括發(fā)光源、單色儀，所述單色儀主要由入射狹縫、出射狹縫、可旋轉(zhuǎn)的光柵組成，所述發(fā)光源對(duì)準(zhǔn)單色儀的入射狹縫，其中，還包括輸入準(zhǔn)直器、衰減片、輸出準(zhǔn)直器、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)螺桿和光纖，將輸入準(zhǔn)直器設(shè)置在單色儀的出射狹縫處，所述衰減片位于輸入準(zhǔn)直器和輸出準(zhǔn)直器之間，所述步進(jìn)電機(jī)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)螺桿與衰減片連接，控制衰減片的運(yùn)動(dòng)，將光纖的輸入端口與輸出準(zhǔn)直器的出射端口連接。
[0010]所述的光纖輻射源，其中，發(fā)光源發(fā)射的光通過(guò)單色儀的入射狹縫進(jìn)入單色儀，所述單色儀對(duì)光束進(jìn)行分光使各波長(zhǎng)光分開(kāi)，將所需波長(zhǎng)的光束通過(guò)單色儀的出射狹縫進(jìn)入輸入準(zhǔn)直器，所述輸入準(zhǔn)直器對(duì)單色儀輸出的光束準(zhǔn)直之后，通過(guò)衰減片實(shí)現(xiàn)光束能量的衰減，經(jīng)過(guò)衰減的光束通過(guò)輸出準(zhǔn)直器耦合進(jìn)入光纖，通過(guò)光纖輸出所需波長(zhǎng)輻射能量的光束。
[0011]所述的光纖輻射源，其中，所述發(fā)光源發(fā)射的光為連續(xù)光；所述發(fā)光源為紫外波段或可見(jiàn)波段或紅外波段的發(fā)光源。
[0012]所述的光纖輻射源，其中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)單色儀中的光柵調(diào)節(jié)進(jìn)入單色儀出射狹縫光束的波長(zhǎng)，通過(guò)改變衰減片的衰減量以實(shí)現(xiàn)光束輻射能量的調(diào)節(jié)，通過(guò)改變光纖出射端口方向，以調(diào)節(jié)光束傳播方向。
[0013]所述的光纖輻射源，其中，所述單色儀、輸入準(zhǔn)直器、衰減片、輸出準(zhǔn)直器、光纖與所述發(fā)光源發(fā)射的光波長(zhǎng)范圍相匹配。
[0014]所述的光纖輻射源，其中，所述發(fā)光源發(fā)射的光波長(zhǎng)范圍是1300nm?1560nm，則所述單色儀、輸入準(zhǔn)直器、衰減片、輸出準(zhǔn)直器、光纖的工作波長(zhǎng)涵蓋1300nm?1560nm的范圍。
[0015]所述的光纖輻射源，其中，所述衰減片以楔形的玻璃基片為載體，對(duì)光的衰減量沿長(zhǎng)度方向呈線性變化。
[0016]所述的光纖輻射源，其中，所述步進(jìn)電機(jī)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)螺桿控制衰減片的位置，以實(shí)現(xiàn)光能量的連續(xù)可調(diào)衰減。
[0017]所述的光纖輻射源，其中，將衰減后的光束經(jīng)過(guò)輸出準(zhǔn)直器耦合進(jìn)入光纖，通過(guò)光纖輸出所需波長(zhǎng)和光能量的光束。
[0018]采用上述方案，不僅實(shí)現(xiàn)了輻射源的波長(zhǎng)可調(diào)，而且也實(shí)現(xiàn)了輻射源的輻射能量可調(diào)，可以對(duì)光譜儀、光電探測(cè)器等儀器在同一波長(zhǎng)、不同輻射能量的照射下，測(cè)試多組光譜響應(yīng)度，取平均值作為該波長(zhǎng)的光譜響應(yīng)度，實(shí)現(xiàn)了光譜響應(yīng)度更精確的定標(biāo)。另外，本實(shí)用新型通過(guò)光纖輸出光束，只需改變光纖輸出端口方向即可實(shí)現(xiàn)輸出光束傳播方向的改變，無(wú)需移動(dòng)整個(gè)輻射源，靈活方便。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型輻射能量和波長(zhǎng)可調(diào)的光纖輻射源的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]實(shí)施例1[0022]如圖1所示，本實(shí)用新型提出一種輻射能量和波長(zhǎng)可調(diào)的光纖輻射源，主要由發(fā)光源1、單色儀2、輸入準(zhǔn)直器3、衰減片4、輸出準(zhǔn)直器5、步進(jìn)電機(jī)6、步進(jìn)電機(jī)螺桿7和光纖8組成。單色儀2主要由入射狹縫、出射狹縫和可旋轉(zhuǎn)的光柵組成，發(fā)光源I對(duì)準(zhǔn)單色儀2的入射狹縫，輸入準(zhǔn)直器3安裝在單色儀2的出射狹縫處，衰減片4位于輸入準(zhǔn)直器3和輸出準(zhǔn)直器5之間，步進(jìn)電機(jī)6通過(guò)步進(jìn)電機(jī)螺桿7與衰減片4連接，光纖8的輸入端口與輸出準(zhǔn)直器5的出射端口連接。
[0023]發(fā)光源I發(fā)射的光為連續(xù)光，通過(guò)單色儀2的入射狹縫進(jìn)入單色儀2，單色儀2對(duì)連續(xù)光進(jìn)行分光使各波長(zhǎng)光分立，單一波長(zhǎng)的光束通過(guò)單色儀2的出射狹縫進(jìn)入輸入準(zhǔn)直器3，輸入準(zhǔn)直器3對(duì)單一波長(zhǎng)的光束準(zhǔn)直之后，通過(guò)衰減片4實(shí)現(xiàn)光束能量的衰減，經(jīng)過(guò)衰減的光束通過(guò)輸出準(zhǔn)直器51禹合射入光纖8,在光纖8的端口輸出所需單一波長(zhǎng)福射能量的光束。通過(guò)旋轉(zhuǎn)單色儀2中的光柵即可完成波長(zhǎng)切換，通過(guò)改變衰減片4的衰減比即可實(shí)現(xiàn)輻射能量的調(diào)節(jié)，通過(guò)改變光纖8出射端口方向，即可實(shí)現(xiàn)光束傳播方向的調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了光譜儀、光電探測(cè)器等儀器對(duì)定標(biāo)輻射源的輻射能量和波長(zhǎng)均可調(diào)，光束傳播方向可靈活改變的需求。
[0024]在本實(shí)用新型中，發(fā)光源I可為紫外波段、可見(jiàn)波段、紅外波段的發(fā)光源，單色儀
2、輸入準(zhǔn)直器3、衰減片4、輸出準(zhǔn)直器5和光纖8與發(fā)光源I的工作波長(zhǎng)匹配。例如，若發(fā)光源I的工作波長(zhǎng)是1300nm?1560nm，則單色儀2、輸入準(zhǔn)直器3、衰減片4、輸出準(zhǔn)直器5和光纖8的工作波長(zhǎng)至少要涵蓋1300nm?1560nm，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)光源發(fā)出的譜線進(jìn)行分色、準(zhǔn)直、衰減及傳輸。衰減片4是以楔形的K9玻璃基片為載體，在其長(zhǎng)度方向采用真空沉積法鍍上中性密度的Ni和Cr合金(具有優(yōu)良的均勻性和平坦的光譜透射特性)，通過(guò)控制合金沿長(zhǎng)度方向的厚度，可以使其對(duì)光的衰減量沿長(zhǎng)度方向呈線性變化。當(dāng)光通過(guò)衰減片4時(shí)，光的能量部分被合金反射和吸收，從而使光能量的強(qiáng)度減弱了。通過(guò)步進(jìn)電機(jī)6和步進(jìn)電機(jī)螺桿7控制衰減片4的位置，即可實(shí)現(xiàn)光能量的連續(xù)可調(diào)衰減。
[0025]單色儀2出射的單色光通過(guò)輸入準(zhǔn)直器3后進(jìn)入衰減片4進(jìn)行衰減，步進(jìn)電機(jī)6通過(guò)步進(jìn)電機(jī)螺桿7控制衰減片4的位置，實(shí)現(xiàn)光能量的連續(xù)可調(diào)衰減，衰減后的光束經(jīng)過(guò)輸出準(zhǔn)直器5耦合進(jìn)入光纖8，通過(guò)光纖8輸出所需波長(zhǎng)和輻射能量的輻射源。
[0026]本實(shí)用新型不僅實(shí)現(xiàn)了輻射源的波長(zhǎng)可調(diào)，而且也實(shí)現(xiàn)了輻射源的輻射能量可調(diào)，可以對(duì)光譜儀、光電探測(cè)器等儀器在同一波長(zhǎng)、不同輻射能量的照射下，測(cè)試多組光譜響應(yīng)度，取平均值作為該波長(zhǎng)的光譜響應(yīng)度，實(shí)現(xiàn)了光譜響應(yīng)度更精確的定標(biāo)。另外，本實(shí)用新型通過(guò)光纖輸出光束，只需改變光纖輸出端口方向即可實(shí)現(xiàn)輸出光束傳播方向的改變，無(wú)需移動(dòng)整個(gè)輻射源，靈活方便。
[0027]在本實(shí)用新型中，通過(guò)改變發(fā)光源，并采用相應(yīng)工作波段的單色儀、準(zhǔn)直器、衰減片和光纖，即可實(shí)現(xiàn)紫外波段、可見(jiàn)波段、紅外波段的輻射源，能夠滿足各種波長(zhǎng)和輻射能量的輻射源需求。
[0028]應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種輻射能量和波長(zhǎng)可調(diào)的光纖輻射源，包括發(fā)光源、單色儀，所述單色儀主要由入射狹縫、出射狹縫、可旋轉(zhuǎn)的光柵組成，所述發(fā)光源對(duì)準(zhǔn)單色儀的入射狹縫，其特征在于，還包括輸入準(zhǔn)直器、衰減片、輸出準(zhǔn)直器、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)螺桿和光纖，將輸入準(zhǔn)直器設(shè)置在單色儀的出射狹縫處，所述衰減片位于輸入準(zhǔn)直器和輸出準(zhǔn)直器之間，所述步進(jìn)電機(jī)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)螺桿與衰減片連接，控制衰減片的運(yùn)動(dòng)，將光纖的輸入端口與輸出準(zhǔn)直器的出射端口連接。
2.如權(quán)利要求1所述的光纖輻射源，其特征在于，所述發(fā)光源發(fā)射的光為連續(xù)光；所述發(fā)光源為紫外波段或可見(jiàn)波段或紅外波段的發(fā)光源。
3.如權(quán)利要求2所述的光纖輻射源，其特征在于，所述單色儀、輸入準(zhǔn)直器、衰減片、輸出準(zhǔn)直器、光纖與所述發(fā)光源發(fā)射的光波長(zhǎng)范圍相匹配。
4.如權(quán)利要求3所述的光纖輻射源，其特征在于，所述發(fā)光源發(fā)射的光波長(zhǎng)范圍是1300nm?1560nm，則所述單色儀、輸入準(zhǔn)直器、衰減片、輸出準(zhǔn)直器、光纖8的工作波長(zhǎng)涵蓋1300nm ?1560nm 的范圍。
5.如權(quán)利要求1所述的光纖輻射源，其特征在于，所述衰減片以楔形的玻璃基片為載體，對(duì)光的衰減量沿長(zhǎng)度方向呈線性變化。
【文檔編號(hào)】G01J3/28GK203629683SQ201320812239
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】聶建華, 張鵬 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所