一种多次反射光学样品分析系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学技术及样品分析技术领域，特别是涉及一种多次反射光学样品分析系统。
【背景技术】
[0002]随着使用要求的不断提高，对光学仪器的性能提出了更稳定、更小型化、集成度更高等越来越高的要求。其中光学窗口作为绝大部分光学仪器的入口和出口，它的安装与密封直接影响整个光学仪器的可靠性，安装不当甚至会导致整个光学系统失调，导致光学仪器失效。特别需要提出的是，在光学仪器中，对光学元器件的密封意义重大(如在海水中使用一些光学仪器或在恶劣环境下使用的光学仪器)，一般来说，密封措施提高了光学元件的耐潮性、耐腐蚀性、防水、防霉等性能。
[0003]如图1所示，现有技术中组成光学样品分析系统(图1仅示除了长光程池的一部分，一般长光程池至少包含两个反射镜和一个入射窗口)的第一光学器件是互相分离的，其中Ml为反射镜,Wl为光学窗口，Wl和Ml之间是分离的，由于反射镜Ml不通光,为了满足光线能够穿过光学窗口 Wl所处的位置，需在反射镜Ml对应位置设置通光孔。为保证光学仪器的稳定性，光学窗口 Wl的安装固定及其Wl与Ml之间的密封非常重要。
[0004]—种常见的固定方式如图2a所7K, 2为反射镜Ml, 3为光学窗口 Wl, 1、5、6为满足固定密封所设置的结构件，4、7、8、9为密封元件。
[0005]该安装固定方式存在诸多缺陷:
[0006](I)必须制作如图2中所示的结构件来安装固定窗口 Wl，结构件繁多，增加了仪器的生产制造成本；
[0007](2)为了能有足够的空间安装光学窗口 W1，必须要在Wl与Ml之间预留一定的间隙，从而导致光学窗口 Wl与反射镜Ml的有效光学利用面积的减小；
[0008](3)为了达到安装的目的，光学窗口的安装固定件需要从反射镜安装件的前端以悬臂方式伸入到光学窗口安装位置，同时由于安装空间的限制，结构件需做成强度不高的薄壁零件，由于悬臂薄壁结构的不稳定性以及结构件加工误差的双重影响，光学窗口 Wi安装的稳定性得不到保证，安装固定过程极其复杂；
[0009](4)固定窗口的结构件材质一般选用金属材质,制作光学窗口的材质一般为玻璃，而金属材质和玻璃材质热膨胀系数一般相差一个数量级，在温度变化时，两者的形变不同，会导致一定的应力产生，如果应力达到一定程度，会引起光学元件碎裂。
[0010]对于光学窗口 Wl和反射镜Ml之间的密封同样存在诸多限制:
[0011](I)Wl与其固定件之间密封元件4的设计选择一般需考虑尺寸大小、是否耐高温、是否耐腐蚀、材质的软硬程度等。由于此处空间尺寸较小且不具大众化，市场上没有标准的密封件可供选择，需要定制非标件，增加了生产成本和后期的维护成本；
[0012](2)光学窗口 Wl与反射镜Ml之间的密封元件8会造成反射镜Ml局部受力，此处容易导致应力集中，随着仪器的使用，会使反射镜Ml存在破裂的风险。
[0013]除此之外，光学窗口的位置变动(引起位置变动的因素包括:温差导致的位移、夕卜界振动、气流冲击等、)对光路的影响较大，特别对基于多次反射技术的长光程系统，其影响往往是破坏性的。
[0014]因此，针对上述技术问题，有必要提供一种新的多次反射光学样品分析系统。
【发明内容】
[0015]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多次反射光学样品分析系统，参见图2b所示，将现有技术中的反射镜和光学窗口转变为多个功能区域并集成为一体，其结构简单，性能稳定、可靠。
[0016]为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下:
[0017]一种多次反射光学样品分析系统，所述系统包括至少一个第一光学器件，其特征在于，所述第一光学器件包括至少两个可分离设置成不同光学器件的功能区域，至少两个功能区域集成为一体的第一光学器件，多次反射光学样品分析系统中的光路至少两次通过待分析样品。
[0018]作为本发明的进一步改进，所述第一光学器件包括第一功能区域和第二功能区域，所述第一功能区域为透射区域，所述第二功能区域为反射区域。
[0019]作为本发明的进一步改进，所述功能区域通过一体化机械加工、光学镀膜、光学接触或胶合的方式集成为一体的第一光学器件。
[0020]作为本发明的进一步改进，所述透射区域镀有增透膜，所述反射区域为全反射区域或镀有反射膜。
[0021]作为本发明的进一步改进，所述透射区域和/或反射区域在第一光学器件的一侧或两侧设置为平面结构、非平面结构中的一种或多种的组合。
[0022]作为本发明的进一步改进，所述非平面结构包括台阶结构、楔形结构、曲面结构，所述曲面结构包括球面结构、二次曲面结构、柱面结构、自由曲面结构中的一种或多种的组入口 ο
[0023]作为本发明的进一步改进，所述非平面结构为阵列结构，所述阵列结构包括微球透镜阵列结构、柱透镜阵列结构、矩形阵列结构、三角形阵列结构。
[0024]作为本发明的进一步改进，所述透射区域位于第一光学器件的内部、边缘或侧面。
[0025]作为本发明的进一步改进，所述多次反射光学样品分析系统还包括至少一个第二光学器件，所述第二光学器件为透射镜、反射镜、衍射镜。
[0026]作为本发明的进一步改进，所述第一光学器件和/或第二光学器件中还包括挖空区域，挖空区域为对应光学器件的非光学利用空间。
[0027]本发明具有以下有益效果:
[0028]多次反射光学样品分析系统结构简单，性能稳定、可靠；
[0029]第一光学器件中的功能区域数目不做限制，可根据应用需要设置为所需数目；
[0030]第一光学器件中的透射区域和反射区域的形状包括但不限于圆形，可根据应用需要设置为任意形状，其他能实现相应功能的形状均可；
[0031]第一光学器件中的透射区域和反射区域的相对位置关系可以随应用需要而改变；
[0032]第一光学器件中的反射区域的形状不做限制，包括但不限于平面或曲面等，其他能实现相应功能的面型均可；
[0033]第一光学器件中的透射区域的形状不做限制，包括但不限于台阶、楔形、透镜形式、阵列形式等，其他能实现相应功能的结构均可；
[0034]第一光学器件中的非光学利用空间可挖空，形状及尺寸依设计而定。
【附图说明】
[0035]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1为一现有技术中多次反射光学样品分析系统中第一光学器件的结构TJK意图；
[0037]图2a为另一现有技术中多次反射光学样品分析系统中第一光学器件的结构TJK意图，图2b为现有技术与本发明的结构对比示意图；
[0038]图3a本发明实施例1中多次反射光学样品分析系统的结构示意图，图3b、3c分别为第一光学器件和第二光学器件的截面结构示意图，图3d、3e为本发明实施例1中多次反射光学样品分析系统的立体结构及侧视结构光学示意图；