[發明專利]一種空間分辨光譜采集系統

在審

• 申請號: 201611130664.5
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106595861A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 費騰;潘從元;曾強;王秋平;王聲波
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及空間分辨測量技術領域，特別涉及一種空間分辨光譜采集系統。

背景技術

光纖光譜儀通過光纖將光譜信號傳輸到光譜儀，若其光纖采集端面和待測空間之間沒有其他光學器件，則其采集的是整個待測空間的光譜。而在實際應用時經常需要只采集待測空間中很小一個空間范圍內的光譜信號，即空間分辨測量。這時，需要在待測空間位置和光纖采集端面之間放置信號光采集光路，將待測空間位置成像到光纖采集端面以實現空間分辨測量。

在實際的應用中，由于單臺光譜儀的波段范圍有限，有時會用到多臺光譜儀共同測量；現有技術中實現多臺光譜儀共同測量的方案一般是使用一分多的光纖束，參見圖1，該光纖束包括合纖和分纖；首先采用包含數根纖芯的合纖(參見圖2)用來采集信號光，然后該信號光通過每根纖芯分別被導入不同的分纖(參見圖3)中，進而分別傳遞給不同的光譜儀。

但是，現有技術中的該方案，由于合纖中各個纖芯端面的共軛面通過信號光采集光路分別對應不同的待測空間位置，如圖4所示，導致多臺光譜儀共同測量時的所測空間位置不一致，不能實現真正意義上的空間分辨測量。

發明內容

本發明提供一種空間分辨光譜采集系統，以解決現有技術中多臺光譜儀共同測量時，所測空間位置不一致的問題。

為實現所述目的，本申請提供的技術方案如下：

一種空間分辨光譜采集系統，應用于N臺光譜儀共同使用時的空間分辨測量，N為大于1的正整數；所述空間分辨光譜采集系統包括：

信號光采集光路，用于采集待測空間位置處的光譜信號；

采集光纖，用于傳輸所述光譜信號；所述采集光纖為單芯光纖，對于任意形狀的入射光場，其出射光場均為接近圓對稱的總光強分布；

光纖束，用于將所述采集光纖出射的光譜信號分束導出至N臺光譜儀；

光纖接頭，用于連接所述采集光纖的出射端和所述光纖束的入射端，使所述采集光纖出射的光譜信號傳輸到所述光纖束中。

優選的，通過所述光纖接頭的連接，所述采集光纖的出射端纖芯端面與所述光纖束的入射端各個纖芯端面均有重疊。

優選的，通過所述光纖接頭的連接，所述采集光纖的出射端纖芯端面大于并能覆蓋所述光纖束的入射端各個纖芯端面。

優選的，所述信號光采集光路為共軛光學裝置，所述待測空間位置作為所述共軛光學裝置的物面，所述采集光纖入射端纖芯端面為所述共軛光學裝置的像面。

優選的，所述共軛光學裝置為：單透鏡、透鏡組、特定面型反射鏡或者反射鏡組。

優選的，所述采集光纖的長度大于預設長度；所述預設長度為與所述采集光纖的芯徑、數值孔徑對應的長度。

本發明提供的該空間分辨光譜采集系統，由于采集光纖為單芯光纖，且對于任意形狀的入射光場，其出射光場均為接近圓對稱的總光強分布，因此經過光纖束后分束導出至N臺光譜儀的光譜信號，均為同一待測空間位置處的光譜信號，可以解決N臺光纖光譜儀共同使用時所測量空間位置不一致的問題，確保在使用N臺光譜儀共同測量時能實現高可靠性的空間分辨測量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術內的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述內的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是現有技術提供的分束器的結構示意圖；

圖2是現有技術提供的合纖的端面示意圖；

圖3是現有技術提供的分纖的端面示意圖；

圖4是現有技術提供的空間分辨光譜采集系統的結構示意圖；

圖5是本發明實施例提供的空間分辨光譜采集系統的結構示意圖；

圖6是本發明另一實施例提供的空間分辨光譜采集系統的另一結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。

本發明提供一種空間分辨光譜采集系統，以解決現有技術中多臺光譜儀共同測量時，所測空間位置不一致的問題。

具體的，該空間分辨光譜采集系統，應用于N臺光譜儀共同使用時的空間分辨測量，參見圖5，該空間分辨光譜采集系統包括：信號光采集光路101、采集光纖102、光纖束103及光纖接頭104；N為大于1的正整數；其中：

信號光采集光路101用于采集待測空間位置處的光譜信號；