(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210250278.9 (22)申请日 2022.03.15 (71)申请人 中国工程物理研究院材 料研究所 地址 621700 四川省绵阳市江油市华丰新 村9号 (72)发明人 李常茂　张广丰　李赣　李海波　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 刘芳 (51)Int.Cl. G01N 21/71(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G02B 27/10(2006.01) (54)发明名称 一种全光谱同轴光学镜筒 (57)摘要 本发明涉及一种全光谱同轴光学镜筒， 包 括： 物镜、 第一分光镜立方、 第二分光镜立方、 成 像模块、 照明光源模块和光谱聚焦模块； 物镜、 第 一分光镜立方和第二分光镜立方沿同一光轴依 次设置形成光路通道； 激光通过第二分光镜立方 入射； 第二 分光镜立方和第一分光镜立方内均设 有45度分光镜； 光谱聚焦模块设置在第一 分光镜 立方的光谱输出光路上； 照明光源模块为第一照 明光源模块、 第二照明光源模块 或第三照明光源 模块中的一个或多个； 成像模块 设置在第二分光 镜立方的图像光线输出光路上； 成像模块包括依 次设置的成像镜头、 镜筒和相机。 本发明能够在 保留现有同轴设计全光谱、 高灵敏优点的同时， 解决分光镜切换机构精度要求高且频繁切换问 题。 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 CN 114660047 A 2022.06.24 CN 114660047 A 1.一种全光谱同轴光学镜筒， 其特征在于， 包括： 物镜、 第 一分光镜立方、 第 二分光镜立 方、 成像模块、 照明光源模块和光谱聚焦模块； 所述物镜、 所述第一分光镜立方和所述第二 分光镜立方沿同一 光轴依次设置形成光路通道； 激光通过所述第二分光镜立方入射； 所述第二分光镜立方内设有45度分光镜， 所述第 二分光镜立方内的45度分光镜用于反射激光且透射图像光线， 或者透射激光且反射图像光 线； 所述第一分光镜立方内设有45度分光镜， 所述第一分光镜立方内的45度分光镜用于透 射激光和反射光谱光线； 所述光谱聚焦模块设置在所述第一分光镜立方的光谱输出光路 上， 用于聚焦光谱光线并耦合入外 部光纤或外 部光谱仪； 所述照明光源模块为第 一照明光源模块、 第 二照明光源模块或第 三照明光源模块中的 一个或多个； 所述照明光源 模块用于提供照明光源； 所述成像模块设置在所述第 二分光镜立方的图像光线输出光路上； 所述成像模块包括 依次设置的成像镜头、 镜筒和相机； 所述成像镜头用于接收所述图像光线； 所述成像镜头和 所述镜筒至少一个具有调焦功能； 所述成像模块用于生成样品表面形貌图像。 2.根据权利要求1所述的全光谱同轴光学镜筒， 其特征在于， 所述第 一分光镜立方内的 45度分光镜安装在滑动导轨上； 所述滑动导轨用于从所述第一分光镜立方的不通光侧面取 出并更换45度分光镜； 所述第一分光镜立方内的45度分光镜设有多片， 每个所述第一分光 镜立方内的45度分光镜光学厚度和镀膜面位置均相同； 所述第一分光镜立方通过更换所述 第一分光镜立方内的45度分光镜， 分次实现全光谱反射。 3.根据权利要求1所述的全光谱 同轴光学镜筒， 其特征在于， 还包括带通滤光片， 所述 带通滤光片设置在所述第二分光镜立方与所述成像模块之 间， 用于将所述第二分光镜立方 透射的图像光线进 行滤光； 所述第一分光镜立方内的45度分光镜与所述第二分光镜立方内 的45度分光镜相互垂直以消除所述第一分光镜立方和所述第二分光镜立方对透射光的偏 移。 4.根据权利要求1所述的全光谱同轴光学镜筒， 其特征在于， 所述光谱聚焦模块包括离 轴反射镜和光纤接口； 所述光纤接口设置在所述离轴反射镜的焦点处； 所述离轴反射镜用 于将所述第一分光镜立方反射的光谱光线 进行聚焦。 5.根据权利要求1所述的全光谱同轴光学镜筒， 其特征在于， 所述第 一照明光源模块包 括依次连接的光源、 光源调焦镜和第三分光镜立方； 所述第三分光镜立方设置在所述第 一分光镜立方和所述光谱聚焦模块之间； 或者所述 第三分光镜立方设置在所述第二分光镜立方和所述成像模块之间； 所述光源用于为所述样品提供照明光源。 6.根据权利要求1所述的全光谱同轴光学镜筒， 其特征在于， 所述第 二照明光源模块包 括多个第一光源组件； 多个所述第一光源组件设置在所述光谱聚焦 模块的焦面上且多个所 述第一光源组件环绕所述光谱聚焦 模块的焦点设置； 所述第一光源组件用于为所述样品提 供照明光源。 7.根据权利要求1所述的全光谱同轴光学镜筒， 其特征在于， 所述第 三照明光源模块包 括多个第二光源组件； 多个所述第二光源组件环绕所述物镜设置； 所述第二光源组件用于 为所述样品提供照明光源。 8.根据权利要求1所述的全光谱 同轴光学镜筒， 其特征在于， 还包括集气罩； 所述集气权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114660047 A 2罩包括圆管和空心圆台； 所述圆管与光学镜筒连接； 所述光学镜筒为设置所述物镜的镜筒； 所述空心圆台的下底面与所述圆管连接； 所述空心圆台的上底面直径小于所述下底面直 径； 所述集气罩的高度小于所述物镜的焦距。 9.根据权利要求1所述的全光谱同轴光学镜筒， 其特征在于， 所述激光为红外波长基频 激光。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114660047 A 3