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CN107870399A - 一种特殊光接受结构 - Google Patents

一种特殊光接受结构 Download PDF

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CN107870399A
CN107870399A CN201610853318.3A CN201610853318A CN107870399A CN 107870399 A CN107870399 A CN 107870399A CN 201610853318 A CN201610853318 A CN 201610853318A CN 107870399 A CN107870399 A CN 107870399A
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CN
China
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optical fiber
light
signal
receives
optical
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CN201610853318.3A
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English (en)
Inventor
吴砺
李俊梅
林磊
代会娜
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Photop Technologies Inc
Original Assignee
Photop Technologies Inc
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

本发明公开了一种特殊光接受结构，其包括接受光纤、信号光收集光路系统和泵浦光准直器，信号光收集光路系统包括依次同轴设置的信号耦合透镜、二向色滤光片和信号收集聚焦透镜，待测物品设在信号收集聚焦透镜的焦点处，所述泵浦光准直器设在二向色滤光片的一侧，泵浦光准直器射出的泵浦光照射在二向色滤光片后反射至信号收集聚焦透镜上；接受光纤为多根，多根接受光纤组成光纤束，各接受光纤均固定在一具有球面结构的固定壳上，且各接受光纤的光接收端合拢聚集在信号耦合透镜的焦点处。本发明将光谱仪光路中信号收集光纤采用立体球形分布，提高信号收集一端的光能利用率，进而可达到增强拉曼光谱仪系统信号强度，提高系统灵敏度和信噪比。

Description

一种特殊光接受结构
技术领域
本发明涉及光学仪器领域，尤其涉及一种特殊光接受结构。
背景技术
如图1所示，现有技术中拉曼光谱仪的光接受结构包括01、信号耦合透镜02、二向色滤光片03、信号收集透镜04和泵浦光准直器05，泵浦光准直器05发出的泵浦光照射到二向色滤光片03上后反射至信号收集透镜04上，经聚焦后再照射在待测物品06上，待测物品06受激发产生拉曼光，拉曼光依序经过信号收集透镜04、二向色滤光片03和信号耦合透镜02后进入01中，上述结构中由于01只有一根，而且接受光纤01的NA值不大于0.5，从而导致大部分拉曼光不能进入01中，造成大量光能损失。
发明内容
为了解决现有技术中拉曼光谱仪光能利用率低的不足，本发明的目的在于提供一种提高信号收集一端的光能利用率，进而达到增强拉曼光谱仪系统信号的特殊光接受结构。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种特殊光接受结构，包括接受光纤、信号光收集光路系统和泵浦光准直器，所述信号光收集光路系统包括依次同轴设置的信号耦合透镜、二向色滤光片和信号收集聚焦透镜，待测物品设在信号收集聚焦透镜的焦点处，所述泵浦光准直器设在二向色滤光片的一侧，泵浦光准直器射出的泵浦光照射在二向色滤光片后反射至信号收集聚焦透镜上；所述接受光纤为多根，多根接受光纤组成光纤束，各接受光纤均固定在一具有球面结构的固定壳上，且各接受光纤的光接收端合拢聚集在信号耦合透镜的焦点处。
一种特殊光接受结构，包括接受光纤、信号光收集光路系统和泵浦光准直器，所述信号光收集光路系统包括依次同轴设置的信号耦合透镜、二向色滤光片和信号收集聚焦透镜，待测物品设在信号收集聚焦透镜的焦点处，所述泵浦光准直器设在二向色滤光片的一侧，泵浦光准直器射出的泵浦光照射在二向色滤光片后反射至信号收集聚焦透镜上；所述接受光纤为多根，多根接受光纤组成光纤束，各接受光纤均固定在一具有球面结构的固定壳上，且各接受光纤的光接收端合拢聚集，所述光接受结构还包括一裸光纤，裸光纤的光输入端设在信号耦合透镜的焦点处，且裸光纤的光输出端设在各接受光纤光接收端的合拢聚集处。
所述接受光纤为NA值为0.22-0.48的圆形纤芯光纤，或所述接受光纤为矩形纤芯光纤。
所述信号耦合透镜和信号收集聚焦透镜均为NA值为0.7-1的非球面透镜。
本发明采用以上技术方案，将光谱仪光路中信号收集光纤采用立体球形分布，提高信号收集一端的光能利用率，进而可达到增强拉曼光谱仪系统信号强度，提高系统灵敏度和信噪比。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明：
图1为现有技术中拉曼光谱仪的光接受结构的示意图；
图2为本发明特殊光接受结构实施例1的示意图；
图3为本发明特殊光接受结构实施例2的示意图。
具体实施方式
实施例1，如图2所示，本发明包括接受光纤1、信号光收集光路系统2和泵浦光准直器3，信号光收集光路系统2包括依次同轴设置的信号耦合透镜21、二向色滤光片22和信号收集聚焦透镜23，二向色滤光片22对拉曼光产生透射而对泵浦光则产生反射，待测物品4设在信号收集聚焦透镜23的焦点处，泵浦光准直器3设在二向色滤光片22的一侧，泵浦光准直器3射出的泵浦光照射在二向色滤光片22后反射至信号收集聚焦透镜23上；接受光纤1为多根，多根接受光纤1组成光纤束，各接受光纤1均固定在一具有球面结构的固定壳上，且各接受光纤1的光接收端合拢聚集在信号耦合透镜21的焦点处。
其中，接受光纤1为NA值为0.22-0.48的圆形纤芯光纤，或接受光纤1为矩形纤芯光纤。信号耦合透镜21和信号收集聚焦透镜23均为NA值为0.7-1的非球面透镜。
本实施例的工作原理：将光谱仪光路中信号收集光纤采用立体球形分布，提高信号收集一端的光能利用率，进而可达到增强拉曼光谱仪系统信号强度。另外，信号耦合透镜21和信号收集聚焦透镜23均采用NA高的非球面透镜，高NA的非球面透镜，使得信号收集端数值孔径增大，使得更多拉曼信号被收集，同时，在信号耦合端的信号耦合透镜21采用高NA非球面透镜，光束经非球面透镜聚焦形成NA相对较高的光束，再被采用立体球空间分布的多个低NA接收光纤组合接收，以达到提高系统光能利用率的目的，同时可增强系统灵敏度和信噪比。
实施例2，如图3所示，本发明包括接受光纤1、信号光收集光路系统2和泵浦光准直器3，信号光收集光路系统2包括依次同轴设置的信号耦合透镜21、二向色滤光片22和信号收集聚焦透镜23，二向色滤光片22对拉曼光产生透射而对泵浦光则产生反射，待测物品4设在信号收集聚焦透镜23的焦点处，泵浦光准直器3设在二向色滤光片22的一侧，泵浦光准直器3射出的泵浦光照射在二向色滤光片22后反射至信号收集聚焦透镜23上；接受光纤1为多根，多根接受光纤1组成光纤束，各接受光纤1均固定在一具有球面结构的固定壳上，且各接受光纤1的光接收端合拢聚集，光接受结构还包括一裸光纤5，裸光纤5的光输入端设在信号耦合透镜21的焦点处，且裸光纤5的光输出端设在各接受光纤1光接收端的合拢聚集处。
其中，接受光纤1为NA值为0.22-0.48的圆形纤芯光纤，或接受光纤1为矩形纤芯光纤。信号耦合透镜21和信号收集聚焦透镜23均为NA值为0.7-1的非球面透镜。
实施例2与实施例1的工作原理基本相同，不同的是，对比文件2采用裸光纤5过渡，由于裸光纤5具有极高的NA值，因此可以进一步提高光能的利用率。

Claims (4)

1.一种特殊光接受结构，包括接受光纤、信号光收集光路系统和泵浦光准直器，所述信号光收集光路系统包括依次同轴设置的信号耦合透镜、二向色滤光片和信号收集聚焦透镜，待测物品设在信号收集聚焦透镜的焦点处，所述泵浦光准直器设在二向色滤光片的一侧，泵浦光准直器射出的泵浦光照射在二向色滤光片后反射至信号收集聚焦透镜上；其特征在于：所述接受光纤为多根，多根接受光纤组成光纤束，各接受光纤均固定在一具有球面结构的固定壳上，且各接受光纤的光接收端合拢聚集在信号耦合透镜的焦点处。
2.一种特殊光接受结构，包括接受光纤、信号光收集光路系统和泵浦光准直器，所述信号光收集光路系统包括依次同轴设置的信号耦合透镜、二向色滤光片和信号收集聚焦透镜，待测物品设在信号收集聚焦透镜的焦点处，所述泵浦光准直器设在二向色滤光片的一侧，泵浦光准直器射出的泵浦光照射在二向色滤光片后反射至信号收集聚焦透镜上；其特征在于：所述接受光纤为多根，多根接受光纤组成光纤束，各接受光纤均固定在一具有球面结构的固定壳上，且各接受光纤的光接收端合拢聚集，所述光接受结构还包括一裸光纤，裸光纤的光输入端设在信号耦合透镜的焦点处，且裸光纤的光输出端设在各接受光纤光接收端的合拢聚集处。
3.根据权利要求1或2所述的一种特殊光接受结构，其特征在于：所述接受光纤为NA值为0.22-0.48的圆形纤芯光纤，或所述接受光纤为矩形纤芯光纤。
4.根据权利要求1或2所述的一种特殊光接受结构，其特征在于：所述信号耦合透镜和信号收集聚焦透镜均为NA值为0.7-1的非球面透镜。
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