[實(shí)用新型]光柵式近紅外分析儀中的光路系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320652335.2
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN203561583U
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 王丹陽

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及光路系統(tǒng)設(shè)計(jì)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。

實(shí)用新型內(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，本實(shí)用新型提供一種光柵式近紅外分析儀中的光路系統(tǒng)。

本實(shí)用新型為解決技術(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(zhǔn)直成平行光的第一反射鏡，用于接收平行光并對其進(jìn)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(diǎn)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(zhǔn)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(gè)光譜值，共得到256個(gè)光譜值。

所述探測器采用硅探測器。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型的光路系統(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(jì)算消除象差，使焦平面上的每一個(gè)波段都呈象清晰。本實(shí)用新型作為光路系統(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(jìn)行相干疊加后分別讀取不同波長下的光譜強(qiáng)度數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)際測量的需要通過計(jì)算對各光學(xué)器件進(jìn)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(shí)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(zhǔn)確性，使光譜數(shù)據(jù)具有良好的穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性。本實(shí)用新型在細(xì)化測量波段的同時(shí)將光信號探測器陣列后整合有USB接口，使得整個(gè)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(shí)際測量功能，更有利于近紅外分析儀的模塊化和實(shí)用化。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型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(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，本實(shí)用新型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(diǎn)上，第一反射鏡3用于將攜帶樣品信息的光線準(zhǔn)直成平行光，光柵4用于接收平行光并對其進(jìn)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(shí)施方式中，探測器6采用硅探測器，具有價(jià)格便宜、體積小、信噪比高及熱影響小等特點(diǎn)。

本實(shí)施方式中，根據(jù)實(shí)際測量的需要并通過計(jì)算對各光學(xué)器件進(jìn)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(qiáng)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(gè)光譜值，總共得到256個(gè)光譜值，充分保障了光譜信息的充實(shí)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(zhǔn)確性，使光譜強(qiáng)度數(shù)據(jù)具有良好的穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性。