一种光谱仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光谱仪，包括光学成像系统和上位机软件系统，光学成像系统采用交叉式的光路设计包括光纤束和光具座，所述光具座包括接收所述光纤束的光纤接口、色散单元和向所述上位机软件系统传输电信号的收集探测单元，所述光纤接口设置有狭缝，所述光纤接口的光信号通过所述狭缝成为入射狭缝，所述色散单元包括准直反射镜、转轮反射镜、光栅和聚光镜。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光谱检测仪器领域，具体涉及一种模块化结构的微型光纤光谱仪。
技术介绍
光谱测量是测量紫外、可见、近红外和红外波段光强度的技术，被广泛应用于多种领域，如颜色测量、化学成份的浓度测量或辐射度学分析、膜厚测量、气体成分分析等领域，如美国海洋光学微型光纤光谱仪和荷兰爱万提斯微型光纤光谱仪。微型光谱仪之所以广受市场欢迎，在于其以下几个特点：1.体积小，常见的微型光谱仪的体积在9cm*6.5cm*4cm左右，小体积的光谱仪对于实现大型机械或设备的配件之用途非常重要；2.高精度，微型光谱仪的光谱分辨率根据其配置的不同可以到0.5-3nm；3.积木化的结构，可预先进行配置，根据用户的要求订制不同的波长、狭缝、检测器，以保证不同用户的不同需求的配置对大化。微型光纤光谱仪采用导光光纤作为采光媒质，可方便灵活的采集待测物的光谱，使用更加方便。由于微型光纤光谱仪的诸多优点，作为一种基础的研发仪器,对于整个检测行业的研发和发展有着至关重要的作用。目前国内外有多家企业在研制及销售微型光纤光谱仪，但由于国产微型光纤光谱仪在光谱数据的实时性、稳定性及信噪比等参数上落后与国外厂商的产品，使我国在微型光谱仪的生产和研发方面的进展严重不足，国内微型光纤光谱仪的市场仍然基本被国外企业所垄断。因此研究及开发高性能、低成本的完全具有自主知识产权的微型光纤光谱仪具有一定的实际意义。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供了一款自主研发的模块化结构的微型光谱仪。具体的，本技术提供了如下技术方案：一种光谱仪，包括光学成像系统和上位机软件系统，所述光学成像系统包括光纤束和光具座，所述光具座包括接收所述光纤束的光纤接口、色散单元和向所述上位机软件系统传输电信号的收集探测单元。优选地，光纤接口设置有狭缝，所述狭缝形成光纤束光信号的入射狭缝。优选地，光纤接口包括第一光纤接口、第二光纤接口和/或第三光纤接口，其中：所述第一光纤接口接收180-1100nm波长的玻璃光纤；所述第二光纤接口接收400-2100nm波长的玻璃光纤；所述第三光纤接口接收300-4500nm波长的玻璃光纤。优选地，色散单元包括准直反射镜、转轮反射镜、光栅和聚光镜，其中：所述准直反射镜、转轮反射镜和聚光镜采用平凹反射镜增加光路在光具座内的光程；所述转轮反射镜可调节光路的角度。优选地，收集探测单元包括探测器收集棱镜、滤光光纤、探测器增强器和探测器，其中：所述探测器收集棱镜增加光路的光通量，收集光信号并传输至所述滤光光纤；所述滤光光纤收集并过滤光信号并传输至所述探测器增强器；所述探测器增强器将所述光信号转换为电信号并放大传输至所述探测器；所述探测器采集所述放大电信号并传输至所述上位机软件系统的数据输入端。优选地，狭缝的宽度为5微米、10微米、25微米、50微米、100微米、200微米或400微米。优选地，探测器为线性硅CCD阵列探测器或背照薄片CCD。优选地，光栅密度为600条/mm-2400条/mm。与现有技术相比，本技术提供的光谱仪，具有以下有益效果：1)本技术提供的光谱仪的光路采用交叉式设计，保证了微型光纤光谱仪光程的需要。交叉式光路设计保证光谱仪的光路在有限的空间内实现多次反转，达到虽然体积微小，然而光程长度并不短的特点，保证了光谱仪的精度和分辨率。2)本技术提供的光谱仪体积较小，易于携带可应用不同场合进行光谱检测，且采用模块化可选结构，根据用户检测需求不同，组合不同的光纤接口接入光纤束，不同的狭缝宽度，不同的光栅进行分光以及不同的探测器，尽可能为用户的提供多种选择。操作简单适合任何人使用。3)本技术提供的光谱仪，用户可根据检测需求选择不同宽度的狭缝，不同的狭缝宽度对应着不同的信号强度曲线，狭缝宽度越大，信号强度曲线的峰值越高，分辨率越低。4)本技术提供的光谱仪应用模块化的光栅可选结构，即用户可以根据自己的预算和需求选择需要的光栅进行分光。5)本技术提供的光谱仪应用模块化的探测器可选结构，即用户可以根据自己的预算和需求选择需要的探测器，可选择的探测器包括线性硅CCD阵列、背照薄片CCD和线性阵列InGaAs探测器，用户根据不同的需求选择不同的探测器2034，更好的满足了不同用户在不同检测需求下的对光谱仪的选择。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是本技术实施例光谱仪的结构示意图；图2是本技术实施例光具座的结构示意图；图3是本技术实施例探测器的量子效率示意图；图4是本技术实施例中不同狭缝宽度对应的信号强度示意图。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。此外，术语“第一”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。另外，本技术各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。实施例1图1是本技术一个实施例的光谱仪的结构示意图，包括光学成像系统1和上位机软件系统2，光学成像系统1包括光纤束10和光具座20，光具座20包括接收光纤束10的光纤接口201、色散单元202和向上位机软件系统2传输电信号的收集探测单元203。本技术提供的光谱仪的光具座20的光纤接口201、色散单元202和收集探测单元203均可根据不同的检测需求进行相应的选择。具体应用本技术提供的光谱仪时，光纤束10通过光具座20的光纤接口201进入光具座20内；通过光具座20的色散单元202将光信号根据光波长的不同分散成多条光束；光具座20的收集探测单元203将不同的光束过滤后转换成相应的电信号，并传输至上位机软件系统2，上位机软件系统对接收的电信号进行处理并最终显示检测结果。图2是本技术的图1所示实施例的光具座20的结构示意图，光具座20包括外壳21、由外壳21围成的内部光路空间22以及连接上位机软件系统2的外部接口23，一光纤接口201镶嵌于外壳21上连接光纤束10和光路空间22，光纤接口20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光谱仪，包括光学成像系统和上位机软件系统，其特征在于，所述光学成像系统包括光纤束和光具座，所述光具座包括接收所述光纤束的光纤接口、色散单元和向所述上位机软件系统传输电信号的收集探测单元。

【技术特征摘要】
1.一种光谱仪，包括光学成像系统和上位机软件系统，其特征在于，所述光学成像系统包括光纤束和光具座，所述光具座包括接收所述光纤束的光纤接口、色散单元和向所述上位机软件系统传输电信号的收集探测单元。2.根据权利要求1所述的光谱仪，其特征在于，所述光纤接口设置有狭缝，所述狭缝形成光纤束光信号的入射狭缝。3.根据权利要求1所述的光谱仪，其特征在于，所述光纤接口包括第一光纤接口、第二光纤接口和/或第三光纤接口，其中：所述第一光纤接口接收180-1100nm波长的玻璃光纤；所述第二光纤接口接收400-2100nm波长的玻璃光纤；所述第三光纤接口接收300-4500nm波长的玻璃光纤。4.根据权利要求1所述的光谱仪，其特征在于，所述色散单元包括准直反射镜、转轮反射镜、光栅和聚光镜，其中：所述准直反射镜、转轮反射镜和聚光镜采用平凹反射镜，增加光路在光具座内的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐翔，陈绩，
申请(专利权)人：伯格森北京科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11