[發(fā)明專利]光柵式近紅外分析儀中的光路系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310498580.7
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN103528971A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林新光;樸仁官
• 申請（專利權(quán)）人: 長春長光思博光譜技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01N21/27
• 分類號: G01N21/27
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 王丹陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光路系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光柵式近紅外分析儀中的光路系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在近紅外分析儀中，現(xiàn)有的光路系統(tǒng)多采用CT結(jié)構(gòu)，入射光順次通過聚光鏡、光柵，最終經(jīng)狹縫出射，但由于其在腔體內(nèi)傳播過程中，光路方向的改變等因素常常引發(fā)各種像信息的畸變，使得出射光只能保持少數(shù)波段的清晰匯聚。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有近紅外分析儀采用CT結(jié)構(gòu)的光路系統(tǒng)存在的像信息畸變以及少數(shù)波段的清晰匯聚的問題，本發(fā)明提供一種光柵式近紅外分析儀中的光路系統(tǒng)。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

光柵式近紅外分析儀中的光路系統(tǒng)，包括：

腔體；

設(shè)置在腔體內(nèi)部的用于將攜帶樣品信息的光線準直成平行光的第一反射鏡，用于接收平行光并對其進行分光的光柵，用于匯聚通過光柵分光后的各波段光的第二反射鏡，用于探測匯聚光成像的探測器；

設(shè)置在腔體外部的位于第一反射鏡焦點上的光纖入射孔，與探測器直接固定相連的USB接口；

攜帶有樣品信息的光線經(jīng)光纖傳導(dǎo)后由光纖入射孔高保真無損入射至腔體內(nèi)的第一反射鏡上，光線經(jīng)第一反射鏡準直成平行光入射至光柵上，平行光經(jīng)光柵分光后轉(zhuǎn)換為不同波長下的光照射在第二反射鏡上，第二反射鏡將上述各波長下的光譜數(shù)據(jù)匯聚至探測器上，探測器將接收到的光譜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為弱電信號并由USB接口直接導(dǎo)出。

所述光柵采用長春賽奧科技開發(fā)有限公司的平面光柵，尺寸為15mm×15mm×4mm，每毫米300線。

所述光柵的光譜波長范圍為900nm～1665nm，每間隔3nm取一個光譜值，共得到256個光譜值。

所述探測器采用硅探測器。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的光路系統(tǒng)為正交型結(jié)構(gòu)，又稱對稱型結(jié)構(gòu)，通過選型及布局計算消除象差，使焦平面上的每一個波段都呈象清晰。本發(fā)明作為光路系統(tǒng)模塊化的集成，系統(tǒng)中帶有樣品信息的光通過光纖傳導(dǎo)后，高保真無損入射光纖入射孔，通過設(shè)置反射鏡使光線在腔體內(nèi)往返傳播縮短腔室長度，并利用光柵器件對入射光進行相干疊加后分別讀取不同波長下的光譜強度數(shù)據(jù)，根據(jù)實際測量的需要通過計算對各光學(xué)器件進行選型，使得每次測量均產(chǎn)生256條光譜信息，光譜波長分別從900nm～1665nm，間隔為3nm，充分保障了光譜信息的充實性及完整性，且通過光柵分光極大的減少了雜散光的影響，提升弱信號檢測的準確性，使光譜數(shù)據(jù)具有良好的穩(wěn)定性及準確性。本發(fā)明在細化測量波段的同時將光信號探測器陣列后整合有USB接口，使得整個系統(tǒng)集合可直接插接至后續(xù)的信號放大裝置及模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換的光譜數(shù)據(jù)處理裝置，以完成更多的實際測量功能，更有利于近紅外分析儀的模塊化和實用化。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的光柵式近紅外分析儀中的光路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、腔體，2、光纖入射孔，3、第一反射鏡，4、光柵，5、第二反射鏡，6、探測器，7、USB接口。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。

如圖1所示，本發(fā)明的光柵式近紅外分析儀中的光路系統(tǒng)，由腔體1、光纖入射孔2、第一反射鏡3、光柵4、第二反射鏡5、探測器6和USB接口7組成，第一反射鏡3、光柵4、第二反射鏡5和探測器6均固定設(shè)置在腔體1內(nèi)部，光纖入射孔2和USB接口7均固定設(shè)置在腔體1外部上，光纖入射孔2位于第一反射鏡3的焦點上，第一反射鏡3用于將攜帶樣品信息的光線準直成平行光，光柵4用于接收平行光并對其進行分光，第二反射鏡5用于匯聚通過光柵4分光后的各波長下的光，探測器6用于接收光譜數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為弱電信號，探測器6與USB接口7直接固定連接。

本實施方式中，探測器6采用硅探測器，具有價格便宜、體積小、信噪比高及熱影響小等特點。

本實施方式中，根據(jù)實際測量的需要并通過計算對各光學(xué)器件進行選型，光柵4采用長春賽奧科技開發(fā)有限公司的平面光柵，尺寸為15mm×15mm×4mm，每毫米300線（300/mm）。

利用光柵4通過光的相干疊加分別讀取不同波長下的光譜強度數(shù)據(jù)，光柵4主要起到波長選擇的作用，通過光柵16次取平均值，各波段全掃描一次后得出最終的256條光譜信息，光譜波長范圍為900nm～1665nm，每間隔3nm取一個光譜值，總共得到256個光譜值，充分保障了光譜信息的充實性及完整性，且通過光柵4分光極大的減少了雜散光的影響，提升弱信號檢測的準確性，使光譜強度數(shù)據(jù)具有良好的穩(wěn)定性及準確性。