[發明專利]一種微型光纖光譜儀

在審

• 申請號: 201811028556.6
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN109100020A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 蔡曉東
• 申請（專利權）人: 廣州景頤光電科技有限公司
• 主分類號: G01J3/02
• 分類號: G01J3/02;G01J3/28;G01N21/01
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 左恒峰

本發明公開了一種微型光纖光譜儀，包括盒體、入射狹縫、準直模塊、色散模塊、聚焦模塊、探測模塊，所述盒體內部分布著多個螺紋孔和多個凹槽，所述入射狹縫位于盒體下方，所述入射狹縫的軸線延伸交于準直模塊上，所述色散模塊置于準直模塊斜上方，所述聚焦模塊處于準直模塊上方，所述探測模塊安裝于聚焦模塊的正對面；所述探測模塊前鍍有膜層；入射光由入射狹縫射入，經準直模塊準直射向色散模塊，由色散模塊衍射后，經過聚焦模塊聚焦成像，投射在探測模塊上。本發明結構簡單模塊化，能消除因微型化所帶來的二級或多級衍射現象，抗震性能好，適用于戶外應用。

技術領域

本發明涉及光學儀器領域，特別是一種微型光纖光譜儀。

背景技術

目前，光譜儀是物理光學檢測領域中的一種重要的檢測儀器，它的應用十分廣泛，光纖光譜儀可應用于LED光源光色分析、光學元件透反射率檢測儀、生化過程監控、生物測量、化學分析和識別、濃度測量等等多個領域，考慮到數據測量的方便，微型化、快速化是目前光譜儀器主要發展方向。

所謂的微型化，主要是指光譜儀器體積小、便于攜式、便于現場檢測，特別是野外檢測。所謂的快速化，主要是指檢測速度快，特別是在工業自動化生產等領域的實時檢測。但是，由于將光纖光譜儀微型化，使光譜儀的空間受到限制，光學元件的結構簡化，分辨率極易下降，且容易產生二級衍射或者多級衍射現象，抗震性差，從而影響微型化的光譜儀的工作性能和降低檢測數據的準確性，也不適合外出現場檢測。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種微型光纖光譜儀，使光譜儀在微型化后工作性能和準確性得到保證。

本發明解決其問題所采用的技術方案是：

一種微型光纖光譜儀，包括盒體、入射狹縫、準直模塊、色散模塊、聚焦模塊、探測模塊，所述盒體內部分布著多個螺紋孔和多個凹槽，所述準直模塊、色散模塊、聚焦模塊和探測模塊安裝于盒體內部，位于螺紋孔與凹槽之間；所述入射狹縫位于盒體下部；所述入射狹縫的軸線延伸交于準直模塊上，所述色散模塊置于準直模塊斜上方，所述聚焦模塊處于準直模塊上方，所述探測模塊安裝于聚焦模塊的正對面；所述探測模塊前安裝有用于增強光的透過性的保護窗，保護窗上鍍有膜層；入射光通過入射狹縫射入，經準直模塊準直射向色散模塊，由色散模塊衍射后，經過聚焦模塊聚焦成像，投射在探測模塊上。

進一步，所述螺紋孔包括小螺紋孔和大螺紋孔，所述大螺紋孔有八個，所述小螺紋孔有八個；所述盒體的每個角分別置有一個小螺紋孔和一個大螺紋孔。

此外，所述凹槽包括第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽和第五凹槽；所述第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽垂直于盒體的盒頂面，刻于盒體的盒頂面的下方；所述第四凹槽和第五凹槽垂直于盒體的盒底面，刻于盒體的盒底面的上方，第四凹槽位于第一凹槽的正下方，第五凹槽位于第三凹槽的正下方。

此外，所述凹槽還包括第六凹槽，所述第六凹槽位于準直模塊與聚焦模塊之間。

優選地，所述入射狹縫刻于光纖芯上，其寬度為5um、10um、25um、50um、100um或200um。

進一步，所述入射狹縫和凹槽通過激光雕刻形成。

優選地，所述探測模塊為具有電子快門功能的3648像素CCD探測器。

進一步，所述保護窗以透過率波段為180－2500nm的深紫外石英玻璃作為基底；所述膜層是透過率波段為透過波長段為500－1100nm的長通濾波片。

本發明的有益效果是：本發明采用的一種微型光纖光譜儀，將大型的光譜儀結構簡化且模塊化，保留光譜儀最核心的元件，從而實現光譜儀的微型化；通過在微型光纖光譜儀增加多個螺紋孔和凹槽，增強光譜儀的避震性能，結合模塊化元件的位置與角度，使光線在盒體內傳播路徑不相交不重疊，在CCD探測器前增加保護窗和膜層，減少因光譜儀微型化所帶來的二級衍射或者多級衍射現象的影響，提高光譜儀的工作性能和檢測數據的準確性。