[發明專利]一種無分光系統的量子點光源芯片光譜儀及光譜重構方法

有效

• 申請號: 202010324658.3
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111562004B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 王少偉;尹知沁;劉清權;陸衛
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/42;G01J3/10
• 代理公司: 上海滬慧律師事務所 31311
• 代理人: 郭英

1.一種無分光系統的量子點光源芯片光譜儀，包括量子點光源芯片(1)和光電探測器及數據采集處理系統(2)，其特征在于：

所述的量子點光源芯片(1)由激發光源(11)、量子點陣列(12)和長波通濾波器(13)組成，所述的激發光源(11)為可激發量子點發光的光源，所述的量子點陣列(12)由在激發光透明的基片(122)上周期性排布不同發光波長的量子點(121)構成；

將經過標定光譜后的量子點光源芯片(1)通電打開，使發出的光照射到待測樣品上，再通過相應的光電探測器及數據采集處理系統(2)采集透過樣品或由樣品反射回來的光信號，經過光譜重構后形成待測樣品的光譜信息。

2.根據權利要求1所述的一種無分光系統的量子點光源芯片光譜儀，其特征在于：所述的量子點陣列(12)由不同發光波長的量子點(121)和激發光透明的基片(122)組成，其中量子點(121)是不同材料相同尺寸、或是相同材料不同尺寸，或者二者的結合，量子點(121)采用鎘類量子點、鈣鈦礦量子點、銦類量子點、碳類量子點或硅類量子點；所述的激發光透明的基片(122)采用玻璃、寶石或 石英材料。

3.根據權利要求1所述的一種無分光系統的量子點光源芯片光譜儀，其特征在于：所述的光電探測器及數據采集處理系統(2)中的光電探測器采用CCD或CMOS，光電探測器及數據采集處理系統(2)采用手機，手機獲取光源陣列發出的光經過樣品后轉化為電信號，并經過手機中的處理器重構出光譜結果。

4.一種基于權利要求1所述的一種無分光系統的量子點光源芯片光譜儀的光譜重構方法，其特征在于方法如下：

首先，利用精密光譜設備對量子點光源芯片的光譜響應進行標定，提取出不同尺寸的量子點所對應像元的響應光譜組成透射矩陣T，T中每行代表同一尺寸量子點像元的光譜離散值，且行數和量子點尺寸數一致，光譜向量所選用的波段應為器件的有效探測波段，光譜向量離散點個數應與量子點尺寸數匹配，滿足所述的透射矩陣T為滿秩方矩陣；

按如下公式進行重構：

F＝T^-1Y

其中，列向量F為最終獲得的樣品光譜在所選擇波段的離散值，即樣品的光譜；所述的列向量Y是探測器所探測到的透射光譜。