用于从宽带源产生多通道可调谐照明的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种度量系统，其包含：照明源，其用于产生照明光束；多通道光谱滤波器；聚焦元件，其用于将照明从单个光学柱引导到样本；及至少一个检测器，其用于捕获从所述样本收集的照明。所述多通道光谱滤波器包含具有两个或两个以上通道光束路径的两个或两个以上滤波通道。所述两个或两个以上滤波通道基于两个或两个以上光谱透射率分布来过滤沿所述两个或两个以上通道光束路径传播的照明。所述多通道光学滤波器进一步包含用于将所述照明光束的至少一部分引导到至少一个选定滤波通道中以过滤所述照明光束的通道选择器。所述多通道光谱滤波器进一步包含用于将来自所述两个或两个以上滤波通道的照明组合成单个光学柱的至少一个光束组合器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从宽带源产生多通道可调谐照明的系统及方法相关申请案的交叉参考本申请案根据35U.S.C.§119(e)规定主张名叫安德鲁·V·希尔(AndrewV.Hill)、安农·马纳森(AmnonManassen)及奥哈德·巴查尔(OhadBachar)的专利技术者的名称为“用于从宽带源产生多通道可调谐照明的系统及方法(SYSTEMANDMETHODFORGENERATINGMULTI-CHANNELTUNABLEILLUMINATIONFROMABROADBANDSOURCE)”的2016年8月17日申请的第62/375,996号美国临时申请案的权利，所述申请案的全文以引用的方式并入本文中。
本专利技术大体上涉及宽带照明源，且更特定来说，本专利技术涉及从单个宽带照明源产生多个照明光谱。
技术介绍
可调谐光源可提供调谐成给定光谱范围内的一或多个选择波长的照明。但是，典型可调谐光源独立且精确地修改经调谐照明光束的多个光谱区域的总强度、光谱功率及/或偏振的能力是有限的。因此，可期望提供一种用于纠正缺陷(例如上述缺陷)的系统及方法。
技术实现思路
根据本专利技术的一或多个说明性实施例，揭示一种度量系统。在说明性实施例中，所述系统包含用于产生照明光束的照明源。在另一说明性实施例中，所述系统包含多通道光谱滤波器。在另一说明性实施例中，所述多通道光谱滤波器包含两个或两个以上滤波通道，其包含两个或两个以上通道光束路径。在另一说明性实施例中，所述两个或两个以上滤波通道基于两个或两个以上光谱透射率分布来过滤沿所述两个或两个以上通道光束路径传播的照明。在另一说明性实施例中，所述多通道光谱滤波器包含通道选择器，其用于将所述照明光束的至少一部分引导到所述两个或两个以上滤波通道的至少一个选定滤波通道中以基于所述两个或两个以上光谱透射率分布的选定光谱透射率分布来过滤所述照明光束的所述至少一部分。在另一说明性实施例中，所述多通道光谱滤波器包含用于将来自所述两个或两个以上滤波通道的照明组合成单个光学柱的至少一个光束组合器。在另一说明性实施例中，所述系统包含用于将来自所述单个光学柱的照明引导到样本的聚焦元件。在另一说明性实施例中，所述系统包含用于从所述样本捕获辐射的至少一个检测器。根据本专利技术的一或多个说明性实施例，揭示一种多通道光谱滤波器。在说明性实施例中，所述多通道光谱滤波器包含两个或两个以上滤波通道，其包含两个或两个以上通道光束路径。在另一说明性实施例中，所述两个或两个以上滤波通道基于两个或两个以上光谱透射率分布来过滤沿所述两个或两个以上通道光束路径传播的照明。在另一说明性实施例中，所述多通道光谱滤波器包含通道选择器，其用于将照明光束的至少一部分引导到所述两个或两个以上滤波通道的至少一个选定滤波通道中以基于所述两个或两个以上光谱透射率分布的选定光谱透射率分布来过滤所述照明光束的所述至少一部分。根据本专利技术的一或多个说明性实施例，揭示一种多通道照明源。在说明性实施例中，所述多通道照明源包含经配置以产生照明光束的宽带照明源。在另一说明性实施例中，所述多通道照明源包含多通道光谱滤波器。在另一说明性实施例中，所述多通道光谱滤波器包含两个或两个以上滤波通道，其包含两个或两个以上通道光束路径。在另一说明性实施例中，所述两个或两个以上滤波通道基于两个或两个以上光谱透射率分布来过滤沿所述两个或两个以上通道光束路径传播的照明。在另一说明性实施例中，所述多通道光谱滤波器包含通道选择器，其经配置以将所述照明光束的至少一部分引导到所述两个或两个以上滤波通道的至少一个选定滤波通道中以基于所述两个或两个以上光谱透射率分布的选定光谱透射率分布来过滤所述照明光束的所述至少一部分。应了解，以上一般描述及以下详细描述两者仅供例示及说明且未必限制所主张的专利技术。并入本说明书中且构成本说明书的部分的附图说明本专利技术的实施例且连同一般描述用以解释本专利技术的原理。附图说明所属领域的技术人员可通过参考附图较好地理解本专利技术的若干优点，其中：图1A是根据本专利技术的一或多个实施例的包含多通道可调谐光谱滤波器及具有宽光谱的宽带照明源的多通道照明源的概念图。图1B是根据本专利技术的一或多个实施例的多通道可调谐光谱滤波器的概念图，其中通道光束经进一步分裂成多个输出照明光束。图1C是根据本专利技术的一或多个实施例的具有两个通道光束的多通道可调谐光谱滤波器的概念图，其中所述两个通道经组合成组合输出照明光束。图1D是根据本专利技术的一或多个实施例的多通道可调谐光谱滤波器的概念图，其中组合输出照明光束经进一步分裂成多个输出照明光束。图2是根据本专利技术的一或多个实施例的说明强度调制器的展开图的多通道照明源的概念图。图3A是根据本专利技术的一或多个实施例的说明包含滤波器更换器的可调谐滤波器的多通道照明源的概念图。图3B是说明根据本专利技术的一或多个实施例的第一光谱滤波器的光谱透射率的图。图3C是说明根据本专利技术的一或多个实施例的第二光谱滤波器的光谱透射率的图。图3D是说明根据本专利技术的一或多个实施例的与图3C的第二光谱滤波器串接的图3B的第一光谱滤波器的光谱透射率的图。图4是根据本专利技术的一或多个实施例的含有适于光谱过滤通道光束以包含可在三个光谱窗内调谐的窄带光谱轮廓的光谱滤波器的三个滤波器更换器的示意图。图5是根据本专利技术的一或多个实施例的说明包含角可调谐光谱滤波器的可调谐滤波器的多通道照明源的概念图。图6是根据本专利技术的一或多个实施例的多通道照明源的概念图，其说明包含线性可调谐光谱滤波器的可调谐滤波器。图7是根据本专利技术的一或多个实施例的包含具有空间滤波器的双光栅单色仪的可调谐滤波器的概念图。图8是根据本专利技术的一或多个实施例的包含多通道照明源的度量系统的概念图。图9是根据本专利技术的一或多个实施例的包含具有多通道可调谐光谱滤波器的多通道照明源的多光束度量系统的概念图。具体实施方式现将详细参考附图中所说明的标的物。已相对于特定实施例及其特定特征来特别展示及描述本专利技术。本文中所阐述的实施例被视为具说明性而非限制性。所属领域的技术人员应易于明白，可在不背离本专利技术的精神及范围的情况下对形式及细节作出各种改变及修改。大体上参考图1到8，根据本专利技术的一或多个实施例，揭示用于调谐宽带照明源的光谱分布的系统及方法。本专利技术的实施例涉及多通道可调谐光谱滤波器。例如，多通道可调谐光谱滤波器可将输入照明光束分离成一或多个通道，使得每一通道光束可具有独立可修改光谱分布、总强度及/或偏振。就此来说，多通道可调谐光谱滤波器可通过引导照明光束的部分通过一或多个滤波通道来调谐照明的入射照明光束的光谱。额外实施例涉及其中通道光束(例如沿滤波通道传播的入射照明光束的部分)经提供为输出照明光束的多通道可调谐滤波器。额外实施例涉及其中两个或两个以上通道光束经组合以形成组合输出照明光束的多通道可调谐滤波器。额外实施例涉及包含宽带照明源的多通道照明源及多通道可调谐光谱滤波器。进一步实施例涉及包含多通道照明源的度量系统。典型光谱滤波器可通过相对于其它波长减小选择波长的光谱功率来修改入射照明(例如电磁辐射或类似者)的光谱。因此，光谱滤波器的光谱透射比可描述依据波长而变化的照明透射比(例如从0％到100％、0到1或类似者)。应注意，透射比可指通过透射及/或反射通过滤波器的照明。例如，典型光谱滤波器可包含(但本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种度量系统，其包括：照明源，其经配置以产生照明光束；多通道光谱滤波器，其包括：两个或两个以上滤波通道，其包含两个或两个以上通道光束路径，其中所述两个或两个以上滤波通道经配置以基于两个或两个以上光谱透射率分布来过滤沿所述两个或两个以上通道光束路径传播的照明；及通道选择器，其经配置以将所述照明光束的至少一部分引导到所述两个或两个以上滤波通道的至少一个选定滤波通道中以基于所述两个或两个以上光谱透射率分布的选定光谱透射率分布来过滤所述照明光束的所述至少一部分；至少一个光束组合器，其用于将来自所述两个或两个以上滤波通道的照明组合成单个光学柱；聚焦元件，其用于将来自所述单个光学柱的照明引导到样本；及至少一个检测器，其用于捕获来自所述样本的辐射。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.17 US 62/375,996;2016.12.21 US 15/387,1801.一种度量系统，其包括：照明源，其经配置以产生照明光束；多通道光谱滤波器，其包括：两个或两个以上滤波通道，其包含两个或两个以上通道光束路径，其中所述两个或两个以上滤波通道经配置以基于两个或两个以上光谱透射率分布来过滤沿所述两个或两个以上通道光束路径传播的照明；及通道选择器，其经配置以将所述照明光束的至少一部分引导到所述两个或两个以上滤波通道的至少一个选定滤波通道中以基于所述两个或两个以上光谱透射率分布的选定光谱透射率分布来过滤所述照明光束的所述至少一部分；至少一个光束组合器，其用于将来自所述两个或两个以上滤波通道的照明组合成单个光学柱；聚焦元件，其用于将来自所述单个光学柱的照明引导到样本；及至少一个检测器，其用于捕获来自所述样本的辐射。2.根据权利要求1所述的度量系统，其中所述通道选择器经配置以将所述照明光束引导到所述两个或两个以上滤波通道的单个选定滤波通道，其中所述单个选定滤波通道经配置以基于所述两个或两个以上光谱透射率分布的选定光谱透射率分布来过滤所述照明光束。3.根据权利要求1所述的度量系统，其中所述通道选择器经配置以将所述照明光束的一部分同时引导到所述两个或两个以上光谱通道的至少两个滤波通道以产生至少两个滤波输出光束，其中所述至少一个光束组合器经配置以沿至少两个光束路径通过所述单个光学柱引导所述至少两个滤波输出光束以照明所述样本的至少两个部分。4.根据权利要求3所述的度量系统，其中所述至少一个检测器包括经配置以从所述样本的所述至少两个照明部分收集辐射的至少两个检测器。5.根据权利要求1所述的度量系统，其中所述照明源包括：单个照明源。6.根据权利要求1所述的度量系统，其中所述照明源包括：空间相干照明源。7.根据权利要求6所述的度量系统，其中所述空间相干照明源包括：超连续光谱激光器。8.根据权利要求1所述的度量系统，其中所述照明源包括：弧光灯、放电灯、无极灯或激光维持等离子体源中的至少一者。9.根据权利要求1所述的度量系统，其中所述通道选择器包括：分束器或二向色镜中的至少一者。10.根据权利要求1所述的度量系统，其中所述通道选择器包括：偏振控制光学元件；及偏振分束器。11.根据权利要求1所述的度量系统，其中所述通道选择器包括：声光调制器、电光调制器、电流计镜或压电镜中的至少一者。12.根据权利要求1所述的度量系统，其中所述两个或两个以上滤波通道的至少一个滤波通道包含一或多个光谱滤波器。13.根据权利要求12所述的度量系统，其中所述一或多个光谱滤波器包括：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器或带阻滤波器中的至少一者。14.根据权利要求12所述的度量系统，其中两个或两个以上可调谐滤波器的可调谐滤波器进一步包括：一或多个滤波器更换器，其用于固定所述一或多个光谱滤波器。15.根据权利要求12所述的度量系统，其中所述一或多个光谱滤波器中的至少一者包括：离散光谱滤波器。16.根据权利要求12所述的度量系统，其中所述一或多个光谱滤波器中的至少一者包括：可调谐光谱滤波器，其中所述可调谐光谱滤波器的一或多个滤波特性取决于所述两个或两个以上通道光束的通道光束的入射角或入射位置中的至少一者。17.根据权利要求16所述的度量系统，其中所述一或多个滤波特性包括：光谱带宽、中心波长或透射率值中的至少一者。18.根据权利要求16所述的度量系统，其中所述两个或两个以上可调谐滤波器的所述可调谐滤波器进一步包括：一或多个可平移滤波器安装座，其用于固定所述一或多个光谱滤波器。19.根据权利要求18所述的度量系统，其中所述一或多个可平移滤波器安装座中的至少一者包括：线性可平移滤波器安装座，其经配置以调整所述可调谐滤波器上的所述两个或两个以上通道光束的所述通道光束的入射位置。20.根据权利要求18所述的度量系统，其中所述一或多个可平移滤波器安装座中的至少一者包括：旋转可平移滤波器安装座，其经配置以调整所述可调谐滤波器上的所述两个或两个以上通道光束的所述通道光束的入射角。21.根据权利要求1所述的度量系统，其中所述两个或两个以上可调谐滤波器的可调谐滤波器包括：双光栅单色仪。22.根据权利要求21所述的度量系统，其中所述双光栅单色仪包括：第一色散元件，所述第一色散元件经配置以光谱地色散所述两个或两个以上通道光束的通道光束，其中所述色散元件的色散是可配置的；第一光学元件，所述第一光学元件经配置以将所述经光谱色散的通道光束聚焦于焦平面处，其中所述焦平面处的所述经光谱色散的通道光束的光谱的分布由所述第一色散元件的所述色散确定；滤波元件，其经定位于所述焦平面处，其中所述滤波元件空间地过滤所述经光谱色散的通道光束的所述光谱；第二光学元件，其经配置以收集从所述滤波元件透射的所述经光谱色散的通道光束；及第二色散元件，所述第二色散元件经配置以移除所述经光谱色散的通道光束的所述色散。23.根据权利要求1所述的度量系统，其中所述两个或两个以上滤波通道的至少一个滤波通道包含强度调制器。24.根据权利要求23所述的度量系统，其中所述强度调制器包括：快门。25.根据权利要求23所述的度量系统，其中所述强度调制器包括：中性密度滤波器。26.根据权利要求23所述的度量系统，其中所述强度调制器包括：偏振控制光...

【专利技术属性】
技术研发人员：安迪安德鲁·希尔，阿姆农·玛纳森，欧哈德·巴沙尔，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US