[實(shí)用新型]一種光譜測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921902893.3
• 申請日: 2019-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN211121618U
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董翊
• 申請（專利權(quán)）人: 南京伯克利新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): G01J3/28
• 分類號(hào): G01J3/28
• 代理公司: 深圳市智勝聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44368
• 代理人: 齊文劍

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種光譜測量裝置，包括：濾光片陣列由若干不同透射光譜的濾光片按預(yù)設(shè)陣列排布形成，濾光片用于透射待測光線；圖像采集模塊用于采集濾光片陣列上每個(gè)濾光片的透射光光強(qiáng)得到光強(qiáng)陣列圖像；數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)光強(qiáng)陣列圖像中的光強(qiáng)矩陣與預(yù)設(shè)濾光片陣列的透射光譜矩陣，計(jì)算得到待測光線的光譜。通過采用濾光片陣列和圖像采集模塊的組合方式，采集待測光線經(jīng)濾光片陣列透射后的光強(qiáng)矩陣，結(jié)合每個(gè)濾光片的透射光譜，經(jīng)過多元矩陣計(jì)算得到待測光線的光譜，不需要傳統(tǒng)的狹縫和光柵，極大地提高了入射光的強(qiáng)度和利用率，并可靈活按照需求調(diào)整光譜分辨率和測量范圍，結(jié)構(gòu)大為簡化，成本大幅度降低。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種光譜測量方法和一種光譜測量裝置。

背景技術(shù)

光譜是復(fù)色光中的各種單色光成分按波長依次排列的圖案或各單色光的光強(qiáng)按波長的分布。光譜儀是將成分復(fù)雜的光分解為光譜線并測量出光譜的儀器。它廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、燈具測試、LED亮度色溫顯色指數(shù)、工業(yè)控制、化學(xué)分析、食品品質(zhì)檢測、材料分析、臨床檢驗(yàn)、航空航天遙感及科學(xué)教育等重要領(lǐng)域。

現(xiàn)有的光譜儀主要包括入射狹縫、準(zhǔn)直元件、色散元件、聚焦元件和探測元件等元器件，通過在入射光的照射下形成光譜儀成像系統(tǒng)的物點(diǎn)，使狹縫發(fā)出的光線變?yōu)槠叫泄猓瑴?zhǔn)直元件可以是一獨(dú)立的透鏡、反射鏡、或直接集成在色散元件上。通常采用光柵或棱鏡，使光信號(hào)在空間上按波長分散開來，現(xiàn)在主要采用光柵，聚焦色散后的光束，使其在焦平面上形成一系列入射狹縫的像，其中每一像點(diǎn)對應(yīng)于一特定波長。將成分復(fù)雜的復(fù)色光分解在空間上，按波長分開的單色光。

現(xiàn)有的光譜測量方法中入射狹縫只允許很窄的光束進(jìn)入光譜儀，目的是最大限度的減小光束分光后不同波長的光在空間上重疊而降低分辨率，越是高分辨的光譜儀其入射狹縫越窄。為了提高光譜分辨率，光柵要刻制的非常精密，一毫米達(dá)到幾百甚至幾千條蝕刻線，因此不僅光柵的成本較高，而且光柵分光后大約只有1％的光強(qiáng)可利用。狹縫進(jìn)來的光本來就已經(jīng)很弱了，再有99％的光不能利用，剩下的1％還要在空間上展開，而且這1％只有一部分落在探測元件上，其利用率非常低。為了分光后的光線能在空間上充分展開，探測元件就要與色散元件拉開足夠的距離，再加上復(fù)雜的準(zhǔn)直和聚光光路，光譜儀的體積不得不做的很大。通常光譜儀根據(jù)測量范圍配備不同的光柵，如可見光范圍、紅外范圍、紫外范圍等，光柵位置和探測器位置以及光路是固定的，如要改變測量范圍，不僅要更換光柵，還要變更光路和探測元件及其位置，操作復(fù)雜。

實(shí)用新型內(nèi)容

鑒于上述問題，提出了本實(shí)用新型實(shí)施例以便提供一種克服上述問題的一種光譜測量方法和相應(yīng)的一種光譜測量裝置。

為了解決上述問題，本實(shí)用新型實(shí)施例公開了1、一種光譜測量裝置，其特征在于，包括：

濾光片陣列，由若干不同透射光譜的濾光片按預(yù)設(shè)陣列排布形成，所述濾光片用于透射待測光線；

圖像采集模塊，用于采集所述濾光片陣列上的每個(gè)濾光片的透射光強(qiáng)并得到光強(qiáng)陣列圖像；

數(shù)據(jù)處理模塊，根據(jù)所述光強(qiáng)陣列圖像中的光強(qiáng)矩陣與預(yù)設(shè)所述濾光片陣列的透射光譜矩陣，計(jì)算得到所述待測光線的光譜。

進(jìn)一步地，所述圖像采集模塊包括CCD圖像傳感器或COMS圖像傳感器。

進(jìn)一步地，所述濾光片的數(shù)量等于所述待測光線的待測波長位置數(shù)量。

進(jìn)一步地，所述濾光片陣列中相鄰的所述濾光片之間相互物理阻隔。

進(jìn)一步地，所述濾光片陣列包括帶有網(wǎng)格的濾光片框架和多個(gè)所述濾光片，所述濾光片固定在所述網(wǎng)格，且所述濾光片之間采用不透光材料阻隔。

進(jìn)一步地，所述濾光片的透射光譜相互之間不含有線性關(guān)系或線性疊加關(guān)系。

進(jìn)一步地，所述濾光片陣列與所述圖像采集模塊相對設(shè)置。