[發明專利]光譜儀裝置

在審

• 申請號: 201380019930.5
• 申請日: 2013-02-21
• 公開（公告）號: CN104583760A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: J.鮑;M.G.巴文迪
• 申請（專利權）人: 麻省理工學院
• 主分類號: G01N21/62
• 分類號: G01N21/62
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 焦玉恒

技術領域

本發明涉及光譜儀裝置，包括UV跟蹤裝置，及其制造和使用方法。

背景技術

光譜儀是用于測量電磁光譜中不同區域光強的儀器。因為不同波長上的光強攜帶光源上的具體信息，例如其化學成分的簽名，光譜儀已經在天文、物理、化學、生物、醫療應用、能量、考古和其它領域中發現應用。現今所用的光譜儀基于十九世紀的原始設計，其中衍射光柵的棱鏡在不同的方向上輸送不同波長的光，使得可以測量不同波長上的強度。光譜儀的一個用途是記錄有害UV射線的強度并且區分不同UV波段的強度。

發明內容

在一個方面中，光譜儀包括多個探測器位置，其中每個探測器位置包括能吸收預定波長光的多個半導體納米晶體，并且其中每個探測器位置包括能根據不同的入射光強度提供差分響應的光敏元件；以及數據記錄系統，連接到該光敏元件的每一個，其中該數據記錄系統構造為當該探測器位置由入射光照射時記錄該探測器位置的每一個處的該差分響應。

每個探測器位置上的該多個半導體納米晶體能吸收不同預定波長的光。光敏元件可包括光伏電池。光敏元件可為光電導體。半導體納米晶體，在吸收預定波長的光后，能發射區別波長的光，并且光敏元件可對區別波長的光敏感。

半導體納米晶體可構造為基本上吸收所有入射在特定探測器位置的預定波長的光，并且基本上不能發射區別波長的光。

在另一個方面中，記錄光譜圖的方法包括提供光譜儀，所述光譜儀包括：多個探測器位置，其中每個探測器位置包括能吸收預定波長光的多個半導體納米晶體，并且其中每個探測器位置包括能根據不同的入射光強度提供差分響應的光敏元件；以及數據記錄系統，連接到該光敏元件的每一個，其中該數據記錄系統構造為當該探測器位置由入射光照射時記錄在該探測器位置的每一個處的該差分響應；用入射光照射該多個探測器位置；記錄該探測器位置的每一個處的該差分響應；以及根據該探測器位置的每一個處所記錄的差分響應決定入射光的特定波長的強度。該光譜儀可包括計算、存儲或顯示部件或其結合。光譜儀可用在診斷工具或光譜成像裝置中。

在另一個方面中，個人UV曝光跟蹤裝置包括：UV探測器，其可在UV區域中的不同波長之間區別；以及數據記錄系統，構造為記錄當該探測器位置由入射光照射時記錄UV區域中不同波長處的差分響應。

UV探測器可為UV敏感半導體光電探測器。UV光電探測器可為光電探測器陣列。UV探測器可為納米晶體光譜儀。納米晶體光譜儀可包括：多個探測器位置，其中每個探測器位置包括能吸收預定波長光的多個半導體納米晶體，并且其中每個探測器位置包括能根據不同的入射光強度提供差分響應的光敏元件；以及數據記錄系統，可連接到光敏元件的每一個，其中數據記錄系統構造為當該探測器位置由入射光照射時記錄在該探測器位置的每一個處的該差分響應。

光譜儀可構造為測量入射光的一個或多個UV波長的強度。光譜儀可構造為測量入射光的UVA、UVB和UVC波長的強度。個人UV曝光跟蹤裝置還可包括數據存儲部件，構造為記錄入射光的一個或多個UV波長的測量強度。個人UV曝光跟蹤裝置還可包括無線數據通訊系統，構造為將入射光的一個或多個UV波長的測量強度傳輸到外部計算裝置。該個人UV曝光跟蹤裝置可構造為向使用者提供UV曝光的實時測量結果。該個人UV曝光跟蹤裝置可構造為向使用者提供UV曝光的歷史報告。該個人UV曝光跟蹤裝置可集成在便攜式個人物品中。該便攜式個人物品可為防水的。

在另一個方面中，光譜儀可包括多個探測器位置和數據記錄系統，其中每個探測器位置包括能吸收預定波長光的光吸收材料，該光吸收材料選自由半導體納米晶體、碳納米管和光子晶體組成的組，并且其中每個探測器位置包括能根據不同的入射光強度提供差分響應的光敏元件；所述數據記錄系統連接到光敏元件的每一個，其中該數據記錄系統構造為當該探測器位置由入射光照射時記錄該探測器位置的每一個處的該差分響應。

在某些實施例中，光譜儀可包括多個探測器位置，其包括濾光片，該濾光片包括半導體納米晶體。在某些實施例中，光敏元件可包括半導體納米晶體。例如，多個探測器位置可包括濾光片，該濾光片包括光在光敏元件前通過的第一半導體納米晶體，該光敏元件包括第二半導體納米晶體。