基于线性渐变滤光片的微型长波近红外物联网节点制造技术

本发明专利技术公开了一种基于线性渐变滤光片的微型长波近红外物联网节点。它包括线性渐变滤光片、线列铟镓砷焦平面探测器、探测器驱动电路、光谱数据采集电路、无线通信模块和锂电池。将线性渐变滤光片与线列铟镓砷焦平面探测器的光敏芯片耦合，作为分光部件替代光栅，省去入射光纤。利用光谱数据采集电路和无线通信模块实现0.9‑1.7μm波段光谱数据的无线采集。线列铟镓砷焦平面探测器响应的长波近红外波段，相比CMOS近红外传感器的短波近红外区域，有更高的科研应用价值。本发明专利技术简化光学系统结构，利用无线通信和锂电池避免数据线和电源线带来的使用不便，实现长波近红外物联网节点的微型化，为物联网向长波近红外光谱分析领域扩展提供技术支持。

Micro long wave near red object networking node based on linear gradient filter

The invention discloses a micro long wave near red object network node based on linear gradient filter. It includes a linear gradient filter, linear InGaAs focal plane detectors and the drive circuit, spectrum data acquisition circuit, wireless communication module and a lithium battery. The photosensitive chip coupled linear variable filters with linear InGaAs focal plane detector, optical components as alternative fiber grating, eliminating the incident. The 0.9 wireless acquisition 1.7 m spectral data using spectral data acquisition circuit and wireless communication module. Linear InGaAs focal plane detector response of long wave near infrared band, compared to CMOS near infrared sensor shortwave near infrared region, has higher application value in scientific research. The invention simplifies the structure of the optical system, avoid the use of inconvenience to the data line and the power line caused by wireless communication and realize the miniaturization of lithium battery, long wave near Red networking nodes, networking and provide technical support to the expansion of near-infrared spectroscopy analysis.

【技术实现步骤摘要】
基于线性渐变滤光片的微型长波近红外物联网节点
本专利技术涉及物联网应用技术和长波近红外光谱信息获取，通过利用线性渐变滤光片替代光栅作为分光元件简化光学系统，设计微型化电子学系统，在物联网节点内实现0.9-1.7μm波段光谱数据的无线采集，是长波近红外光谱分析技术在物联网领域应用的技术基础。
技术介绍
近红外光谱通常分为两段：0.7-1.1μm的短波近红外光谱区域和1.1-2.5μm的长波近红外光谱区域。物联网早期的红外应用是采用红外光电二极管的红外通信，不属于光谱分析领域，如专利CN102214391A中提及的红外线光谱分析学习模块。近年来，随着智慧农业的推广，近红外光谱分析技术已经在物联网中取得应用。目前，物联网领域现有的近红外光谱分析多采用CMOS近红外光传感器，如专利CN103731440A中的农作物生长状态与病虫草信息实时监测节点，受限于硅器件的材料性质，其响应范围仅覆盖到1.1μm以下的短波近红外区域，无法探测到含有更丰富特征信息的长波近红外波段。铟镓砷探测器在常温下的响应波长可达1.7μm，通过调节铟的组分可以将截止波长扩展到2.5μm，被广泛应用于长波近红外光谱分析设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于线性渐变滤光片的微型长波近红外物联网节点，包括线性渐变滤光片(1)、线列铟镓砷焦平面探测器(2)、探测器驱动电路(3)、光谱数据采集电路(4)、无线通信模块(5)和锂电池(6)，其特征在于：所述的物联网节点通过将0.9‑1.7μm波段的线性渐变滤光片(1)与线列铟镓砷焦平面探测器(2)的光敏芯片耦合，封装在线列铟镓砷焦平面探测器(2)的真空管壳内部，利用线性渐变滤光片(1)替代传统长波近红外波段光谱仪的光栅分光结构；线列铟镓砷焦平面探测器(2)在探测器驱动电路(3)的驱动下完成0.9‑1.7μm长波近红外波段的光电转换，借助光谱数据采集电路(4)和无线通信模块(5)在节点内部完成长波近...

【技术特征摘要】
1.一种基于线性渐变滤光片的微型长波近红外物联网节点，包括线性渐变滤光片(1)、线列铟镓砷焦平面探测器(2)、探测器驱动电路(3)、光谱数据采集电路(4)、无线通信模块(5)和锂电池(6)，其特征在于：所述的物联网节点通过将0.9-1.7μm波段的线性渐变滤光片(1)与线列铟镓砷焦平面探测器(2)的光敏芯片耦合，封装在线列铟镓砷焦平面探测器(2)的真空管壳内部，利用线性渐变滤光片(1)替代传统长波近红外波段光谱仪的光栅分光结构；线列铟镓砷焦平面探测器(2)在探测器驱动电路(3)的驱动下完成0.9-1.7μm长波近红外波段的光电转换，借助...

【专利技术属性】
技术研发人员：王绪泉，黄松垒，于月华，叶捷敏，邵秀梅，方家熊，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31