[發明專利]一種基于DLP技術的傅里葉變換光譜儀

在審

• 申請號: 201910508745.1
• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN110208204A
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 苗春磊
• 申請（專利權）人: 苗春磊
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35;G01N21/01
• 代理公司: 鄭州德勤知識產權代理有限公司 41128
• 代理人: 蘇志洋

本發明涉及一種基于DLP技術的傅里葉變換光譜儀，屬于光學物質測量技術領域。包括光源、第一透鏡、第一DMD芯片、分光補償模塊、平面反射鏡、傾角反射鏡、第二透鏡、光電探測器、模數轉換器和控制處理器；光源發出的入射光能夠依次經第一透鏡透射、第一DMD芯片反射到達分光補償模塊處，該分光補償模塊用于無色散地將入射光分為兩束分光，其中一束分光能夠依次經平面反射鏡、分光補償模塊、第二透鏡的反射或透射到達光電探測器處，另一部分能夠依次經傾角反射鏡、分光補償模塊、第二透鏡的反射或透射到達光電探測器處。本發明能夠獲得準確清晰的光譜圖，提高最終光譜儀的測量精度。

技術領域

本發明涉及一種基于DLP技術的傅里葉變換光譜儀，屬于光學物質測量技術領域。

背景技術

傅里葉光譜儀是基于對干涉后的明暗相間的干涉圖像進行傅里葉變換為光譜圖的原理而開發的光譜儀，可以對樣品進行定性和定量分析，廣泛應用于醫藥化工、冶金、地礦、石油、煤炭、環保、海關、寶石鑒定、刑偵鑒定等領域。

一篇名為“一種基于DLP技術的傅里葉變換光譜儀”的中國實用新型專利(授權公告號為CN207881838U)公開了一種基于DLP技術的傅里葉變換光譜儀，具體包括狹縫、準直透鏡、分光鏡、固定反射鏡、透鏡、光電探測器、A/D轉換器、DMD芯片、DMD控制器和控制終端；入射光從狹縫射入，準直透鏡和分光鏡沿光路順序依次設置。該現有技術使用DMD芯片代替傳統光譜儀中的平面反射鏡，通過控制DMD芯片單列微鏡的擺動，分光鏡分出的一束分光經DMD芯片的調控，只反射回一列線形光，該線形光最終與分光鏡分出的另一束光在光電探測器處相遇并發生干涉，光電探測器接收該干涉信號，經模數轉換和傅里葉變換處理，最終生成了用于表征物質組分的光譜圖。

上述現有技術至少存在三點技術缺陷，使其并不能很好地在實際中得到應用，具體為：

1、該現有技術只適用于激光光源，在直接使用包含有較寬波段的光源(如可見光波段、近紅外波段等)作為其探測光源時，由于替換的光源相干性不高，會發生嚴重的色散現象，嚴重影響干涉圖像的清晰度，從而導致無法獲得準確清晰的光譜圖；

2、該現有技術中的DMD芯片安裝位置傾斜，存在多列反光位置，因此與固定反射鏡的反光位置相對于分光鏡不能嚴格共軛，影響干涉圖像的清晰度，進而無法獲得準確清晰的光譜圖；

3、該現有技術中使用原始光和經DMD芯片篩選的一列線形光在光電探測器處進行干涉，由于光電探測器的最佳響應區間是固定的，而該現有技術中原始光攜帶了大量與最終干涉無關的干擾光，增加了干涉圖樣的背景光強度，嚴重影響光電探測器對干涉圖樣的采集，進而無法獲得準確清晰的光譜圖。

因此，目前亟需一種能夠獲得準確清晰的光譜圖的基于DLP技術的傅里葉變換光譜儀。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于DLP技術的傅里葉變換光譜儀，以解決現有技術無法獲得準確清晰的光譜圖的問題。

本發明為解決上述技術問題而提供一種基于DLP技術的傅里葉變換光譜儀，包括光源、第一透鏡、第一DMD芯片、分光補償模塊、平面反射鏡、傾角反射鏡、第二透鏡、光電探測器、模數轉換器和控制處理器；

光源發出的入射光能夠依次經第一透鏡透射、第一DMD芯片反射到達分光補償模塊處，該分光補償模塊用于無色散地將入射光分為兩束分光，其中一束分光能夠依次經平面反射鏡、分光補償模塊、第二透鏡的反射或透射到達光電探測器處，另一束分光能夠依次經傾角反射鏡、分光補償模塊、第二透鏡的反射或透射到達光電探測器處；

傾角反射鏡的鏡面方向與入射向其鏡面的光路方向呈設定角度，用于使兩束分光形成光程差；

控制處理器通過模數轉換器與光電探測器連接，用以獲取干涉圖像；

控制處理器還與第一DMD芯片連接，用以控制微鏡陣列的擺動。