[發明專利]一種光譜儀系統和光譜分析方法

有效

• 申請號: 201810930403.4
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN108956469B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 孟憲芹;王維;譚紀風;陳小川;孟憲東;高健;王方舟
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/27
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 解婷婷;曲鵬

1.一種光譜儀系統，其特征在于，包括：采光裝置和探測裝置，所述采光裝置包括：第一基板、設置于所述第一基板入光側的分光結構和設置于所述第一基板出光側的濾光結構，所述探測裝置設置于接近所述采光裝置中濾光結構的一側，且所述采光裝置與所述探測裝置之間設置有測試通道；

所述分光結構，用于將入射光分光為單色光后出射，照射到所述濾光結構上；

所述濾光結構，用于過濾所述單色光中的雜散光后出射目標波長范圍的單色光，將出射的單色光通過所述測試通道中的待測物后，照射到所述探測裝置上；

所述探測裝置，用于接收所述目標波長范圍的單色光與所述待測物發生反應后的光學信號，所述光學信號為用于對所述待測物進行光譜分析的光學信號；

所述分光結構包括用于形成至少一個像素的微結構圖形；

每個所述微結構圖形，用于將到達本微結構圖形的入射光，分光為多個子像素的單色光后出射；

所述濾光結構包括與所述分光結構分光得到的多個子像素一一對應的多個濾光單元；

所述探測裝置包括：第二基板，以及設置于所述第二基板接近所述濾光結構的一側、且與所述多個濾光單元一一對應的多個探測單元；

每個所述濾光單元，用于過濾照射到本濾光單元上單色光中的雜散光后，出射一個子像素的單色光；

每個所述探測單元，用于接收從對應濾光單元出射的、且通過所述待測物的單色光。

2.根據權利要求1所述的光譜儀系統，其特征在于，所述分光結構包括所述第一基板接近入光側依次設置的波導層、緩沖層和金屬光柵層，所述金屬光柵層中設置有所述微結構圖形。

3.根據權利要求2所述的光譜儀系統，其特征在于，每個所述微結構圖形中設置有多個不同周期的第一微結構單元；

每種所述第一微結構單元，用于將到達本第一微結構單元的入射光，以一個子像素的準直單色光出射。

4.根據權利要求2所述的光譜儀系統，其特征在于，每個所述微結構圖形中設置有多個相同周期或不同周期的第二微結構單元，

每種所述第二微結構單元，用于將到達本第二微結構單元的入射光，以一個子像素的傾斜單色光出射。

5.根據權利要求4所述的光譜儀系統，其特征在于，所述濾光結構的每個所述濾光單元中設置有第三微結構單元，且每個所述第三微結構單元設置于對應子像素出射的傾斜單色光照射到所述濾光結構的區域；

每個所述第三微結構單元，用于接收從所述對應子像素出射的傾斜單色光，過濾所述傾斜單色光中的雜散光，并將所述傾斜單色光改變傳輸方向后準直出射。

6.根據權利要求1所述的光譜儀系統，其特征在于，所述微結構圖形包括第一膜層，以及設置于所述第一膜層的第一平面外側的第二膜層和設置于所述第一膜層的第二平面外側的第三膜層，其中，所述第一膜層的第一平面和第二平面形成楔角；

每個所述微結構圖形，用于將到達本微結構圖形的入射光，分光為顏色呈線性變化的單色光后出射。

7.根據權利要求1～6中任一項所述的光譜儀系統，其特征在于，所述采光裝置的第一基板周圍除入光位置和出光位置之外的區域設置有阻光層，所述濾光結構中相鄰濾光單元之間設置有阻光單元。

8.根據權利要求1～6中任一項所述的光譜儀系統，其特征在于，所述采光裝置還包括：設置于所述分光結構入光側的光源；

所述光源，用于發出準直光或非準直光。

9.根據權利要求1～6中任一項所述的光譜儀系統，其特征在于，所述探測裝置還包括：設置于每個探測單元入光側的微流通道；

每個所述微流通道，用于流入經過所述測試通道的所述待測物，使得從對應濾光單元出射的目標波長范圍的單色光通過本微流通道中的待測物后，照射到對應探測單元上。

10.根據權利要求9所述的光譜儀系統，其特征在于，每個所述微流通道垂直于本微流通道對應的探測單元的入光側。