[實(shí)用新型]一種基于反射式隨機(jī)衍射片的光譜測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920761555.6
• 申請(qǐng)日: 2019-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN210293456U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡志堅(jiān);吳利;胡祖元;吳建宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號(hào): G01J3/28
• 分類號(hào): G01J3/28;G01J3/18;G01J3/02
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257
• 代理人: 楊慧林

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于反射式隨機(jī)衍射片的光譜測(cè)量裝置，包括反射式隨機(jī)衍射片，反射式隨機(jī)衍射片包括基板和鍍反射膜的衍射光柵單元；準(zhǔn)直聚焦元件，其位于反射式隨機(jī)衍射片的一側(cè)，入射光經(jīng)準(zhǔn)直聚焦元件變?yōu)槠叫泄庹丈湓诜瓷涫诫S機(jī)衍射片上，經(jīng)反射式隨機(jī)衍射片反射獲得零級(jí)衍射光和一級(jí)衍射光，零級(jí)光經(jīng)準(zhǔn)直聚焦元件后會(huì)聚，一級(jí)衍射光經(jīng)準(zhǔn)直聚焦元件后形成散斑圖案；光探測(cè)器，其位于準(zhǔn)直聚焦元件遠(yuǎn)離反射式隨機(jī)衍射片的一側(cè)，光探測(cè)器用于接收散斑圖案。該裝置光譜分辨率高、光能利用率高，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光譜檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于反射式隨機(jī)衍射片的光譜測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

耶魯大學(xué)的Cao Hui等人利用多模光纖和照相機(jī)搭建了一套超高分辨率的微型光譜儀系統(tǒng)，光在光纖中多次散射得到的散斑圖具有很高的波長(zhǎng)低相關(guān)性，容易獲得高的光譜分辨率，且分辨率與光纖長(zhǎng)度成正比。只要將光纖卷繞起來(lái)便可實(shí)現(xiàn)高分辨率、結(jié)構(gòu)緊湊的微型光譜儀。猶他大學(xué)Wang Peng等人利用自制的一種寬帶衍射元件和探測(cè)器陣列構(gòu)建了一種計(jì)算光譜儀，該寬帶衍射元件由一系列具有隨機(jī)深度的溝槽組成，利用該結(jié)構(gòu)他們獲得了高分辨率和寬帶寬兼具的微型光譜儀。南京大學(xué)Zhu YY和香港中文大學(xué)Yang T等人，基于多重散射和干涉原理，用一個(gè)毛玻璃和一個(gè)CCD芯片搭建了一個(gè)微型計(jì)算光譜儀。Cetindag等人通過(guò)將一種散射機(jī)制加入到一傳統(tǒng)棱鏡光譜儀中也實(shí)現(xiàn)了一種高分辨率、高動(dòng)態(tài)范圍的計(jì)算光譜儀。

無(wú)論是利用多模光纖、無(wú)序光子芯片還是毛玻璃作為色散介質(zhì)，由于不同波長(zhǎng)經(jīng)過(guò)無(wú)序介質(zhì)產(chǎn)生的散斑圖在空間重疊，導(dǎo)致光譜儀的帶寬受限，而且，因?yàn)檫@些無(wú)序介質(zhì)將入射光散射到各個(gè)方向，只有一小部分光能被探測(cè)器接收到，所以光能利用率普遍很低。盡管Wangpeng等人利用寬帶衍射元件作為色散介質(zhì)拓展了帶寬，但是光的散射方向仍然不可控制，因此光譜儀的光能利用率仍然比較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于反射式隨機(jī)衍射片的光譜測(cè)量裝置，其光譜分辨率高、光能利用率高，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于反射式隨機(jī)衍射片的光譜測(cè)量裝置，包括：

反射式隨機(jī)衍射片，所述反射式隨機(jī)衍射片包括基板和鍍反射膜的衍射光柵單元，所述基板上刻有多個(gè)衍射光柵單元，其中，單塊所述衍射光柵單元內(nèi)刻痕密度分布相同且刻痕傾斜方向相同，而任意兩塊所述衍射光柵單元的刻痕密度分布不同和/或刻痕傾斜方向不同；

準(zhǔn)直聚焦元件，其位于所述反射式隨機(jī)衍射片的一側(cè)，入射光經(jīng)所述準(zhǔn)直聚焦元件照射至所述反射式隨機(jī)衍射片上，經(jīng)所述反射式隨機(jī)衍射片反射獲得零級(jí)衍射光和一級(jí)衍射光，所述零級(jí)光經(jīng)所述準(zhǔn)直聚焦元件后會(huì)聚，所述一級(jí)衍射光經(jīng)所述準(zhǔn)直聚焦元件后形成散斑圖案；

光探測(cè)器，其位于所述準(zhǔn)直聚焦元件遠(yuǎn)離所述反射式隨機(jī)衍射片的一側(cè)，所述光探測(cè)器用于接收所述散斑圖案。

作為優(yōu)選的，所述光探測(cè)器位于所述準(zhǔn)直聚焦元件的焦平面上，入射光源位于所述準(zhǔn)直聚焦元件的焦平面上。

作為優(yōu)選的，所述零級(jí)光經(jīng)所述準(zhǔn)直聚焦元件后的聚焦點(diǎn)處與所述散斑圖案之間設(shè)置有擋板，所述擋板為黑色擋板。

作為優(yōu)選的，所述準(zhǔn)直聚焦元件為聚焦準(zhǔn)直鏡。

作為優(yōu)選的，所述光探測(cè)器為CCD或CMOS。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明該發(fā)明的計(jì)算光譜測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊，光路簡(jiǎn)單，所需光學(xué)元件少，僅需一個(gè)反射式隨機(jī)衍射片，一個(gè)準(zhǔn)直聚焦元件，和一個(gè)探測(cè)器，所以光路搭建方便快捷，且光路結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)而穩(wěn)定。