[發(fā)明專利]一種基于復合拋物面聚光器的小型近紅外光譜儀光學系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2017-07-13
• 公開（公告）號: CN107167448B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高靜;韓光;盧啟鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 燕山大學
• 主分類號: G01N21/359
• 分類號: G01N21/359;G01N21/01
• 代理公司: 北京思格頌知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11635
• 代理人: 潘珺

1.一種基于復合拋物面聚光器的小型近紅外光譜儀光學系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括一個光學平臺，所述光學平臺上依次設(shè)置有：光源、濾光裝置、第一聚焦機構(gòu)、樣品室、第二聚焦機構(gòu)和光譜探測器；所述光源能夠發(fā)出多個不同波長的近紅外光；所述濾光裝置與光源對應設(shè)置，近紅外光經(jīng)過濾光裝置后形成單色近紅外光；所述第一聚焦機構(gòu)對所述單色近紅外光進行第一次聚焦，產(chǎn)生聚焦光斑；所述樣品室設(shè)置在聚焦光斑處，用于放置待測樣品；所述第二聚焦機構(gòu)左右成非對稱結(jié)構(gòu)，對待測樣品透射的發(fā)散近紅外光進行第二次聚焦；所述光譜探測器接收并檢測不同波長的近紅外光譜信號；

所述樣品室的縱截面為圓形，由透光性好的塑料或玻璃構(gòu)成；

所述光譜探測器是象元數(shù)為1的單元式探測器，同一時刻采集單一波長的光譜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于復合拋物面聚光器的小型近紅外光譜儀光學系統(tǒng)，其特征在于，所述光源包括光源盤及固定在光源盤上的9個LED，9個LED排列為3×3的正方形，每個LED等間隔分布；由電路控制9個LED在不同時刻分別發(fā)出不同波長的近紅外光。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于復合拋物面聚光器的小型近紅外光譜儀光學系統(tǒng)，其特征在于，所述濾光裝置包括濾光片盤以及固定在濾光片盤上的9個濾光片，每個濾光片與所述每個LED一一對應設(shè)置，9個濾光片排列為3×3的正方形結(jié)構(gòu)，每個濾光片等間隔分布，不同位置處的濾光片的中心波長與對應的LED的峰值波長一致。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于復合拋物面聚光器的小型近紅外光譜儀光學系統(tǒng)，其特征在于，所述第一聚焦機構(gòu)為聚焦透鏡，將近紅外光聚焦為比較均勻的光斑并照射到樣品室中的待測樣品上；所述第一聚焦機構(gòu)的中心與光源的中心、濾光裝置的中心都在同一條直線上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于復合拋物面聚光器的小型近紅外光譜儀光學系統(tǒng)，其特征在于，所述第二聚焦機構(gòu)是內(nèi)部鍍有高反射膜的復合拋物面聚光器，由左反射鏡和右反射鏡組成，所述左反射鏡為全尺寸結(jié)構(gòu)的復合拋物面反射鏡，所述右反射鏡為截短型結(jié)構(gòu)的復合拋物面反射鏡，所述左反射鏡將待測樣品透射的發(fā)散近紅外光線的傾斜角度有效減小，再由右反射鏡將光線進一步會聚到光譜探測器上。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于復合拋物面聚光器的小型近紅外光譜儀光學系統(tǒng)，其特征在于，所述左反射鏡與所述右反射鏡對接，所述左反射鏡的大口端直徑與所述右反射鏡的大口端直徑相等；透過待測樣品的發(fā)散近紅外光線從左反射鏡的小口端進入，在左反射鏡內(nèi)表面發(fā)生第一次反射，再由左反射鏡的大口端進入右反射鏡，在右反射鏡內(nèi)表面發(fā)生第二次反射，最后通過右反射鏡的小口端會聚到光譜探測器上。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于復合拋物面聚光器的小型近紅外光譜儀光學系統(tǒng)，其特征在于，所述左反射鏡的最大聚光角大于右反射鏡的最大聚光角，左反射鏡和右反射鏡的最大聚光角均不超過30°。