光学滤波器和分光仪制造技术

本公开涉及光学滤波器和分光仪。公开了一种光学组件，其包括彼此以固定的距离堆叠的两个横向可变带通光学滤波器，使得上游滤波器用作下游滤波器的空间滤波器。横向位移可引起当在斜的光束到上游滤波器和下游滤波器上的照射位置处的传输通带不重叠时对斜的光束的抑制。光电检测器阵列可以设置在下游滤波器的下游。光学组件可经由各种光导管或光纤进行耦合以用于对流动的样本的光谱测量。

【技术实现步骤摘要】
光学滤波器和分光仪本申请是申请日为2016年8月5日，申请号为201610639205.3，专利技术名称为“光学滤波器和分光仪”的申请的分案申请。
本专利技术涉及光学滤波器和分光仪。背景光学滤波器可以用于传输入射光的光谱带或光谱组分。例如，高通滤波器以比滤波器的边缘波长更长的波长传输光。相反，低通滤波器以比边缘波长更短的波长传输光。带通滤波器以接近于在滤波器的带宽内的滤波器的中心波长的波长传输光。可调带通滤波器是其中心波长可以被调节或调整的光学滤波器。分光仪可以测量入射光的光谱。扫描式分光仪可以使用一个或多个可调带通滤波器来选择入射光的不同的光谱组分。扫描式分光仪通过在测量被传输通过可调带通滤波器的光的光功率水平时扫描可调带通滤波器的中心波长以便获得光谱来进行操作。可选地，多色型分光仪使用光学地耦合到用于平行检测光谱的光电检测器阵列的波长分散的元件。传统的光学滤波器和分光仪笨重，这限制了其在便携式感光设备和器件中的实用性。线性可变滤波器已经被用于分光仪中来提供波长分离功能。参照图1A，传统的线性可变滤波器10可以利用白光进行照射，其包括上部11、中部12和底部13多波长光束。上部11、中部12和底部13多波长光束可以照在线性可变滤波器10上于相应的上部11A、中部12A和底部13A位置。线性可变滤波器10可具有沿着x轴线18线性变化的通带的中心波长。例如，滤波器10可在上部位置11A传输短波峰11B；在中部位置12A传输中波峰12B；以及在底部位置13A传输长波峰13B。参考图1B，传统的分光仪19可包括图1A中的线性可变滤波器10、设置在线性可变滤波器10的上游的锥形光管14和设置在线性可变滤波器10的下游的光电检测器的线性阵列15。在操作中，非平行的入射光16可通过光管14调节以产生部分平行的光束17。线性可变滤波器10可传输不同波长的光，如以上参照图1A所述。锥形光管14可以减小入射光16的立体角，从而改善线性可变滤波器10的光谱选择性。光电检测器的线性阵列15可以检测不同波长的光的光功率水平，从而获得入射光16的光谱(未示出)。锥形光管14通常可以是分光仪19的最大的元件。准直元件，诸如锥形光管14，可能是需要的，因为在没有它的情况下，线性可变滤波器的光谱选择性降低。这种情况可能会发生，因为线性可变滤波器10包括薄的介质膜的堆叠。薄膜滤波器的波长选择属性一般取决于入射光的入射角，这可能使薄膜滤波器的光谱选择性和波长准确性劣化。
技术实现思路
本公开的实施例涉及以下方面：(1)一种光学组件，包括：第一横向可变带通光学滤波器，其在信号光的光路中；以及第二横向可变带通光学滤波器，其被固定在所述第一横向可变带通光学滤波器的下游且在所述光路中离所述第一横向可变带通光学滤波器的第一距离处；其中，所述第一横向可变带通光学滤波器具有第一带通中心波长，其中，所述第二横向可变带通光学滤波器具有第二带通中心波长，以及其中，所述第一带通中心波长和所述第二带通中心波长沿着横向于所述光路的第一方向以相互协调的方式变化。(2)如(1)所述的光学组件，其中，所述第一带通中心波长和所述第二带通中心波长在所述第一方向上单调增加。(3)如(1)所述的光学组件，其中，所述第一带通中心波长和所述第二带通中心波长具有带通中心波长关于沿着所述第一方向的距离的基本相同的依赖关系。(4)如(1)所述的光学组件，还包括：光纤，其具有第一端部和第二端部；以及光导管，其具有第一表面和第二表面，其中所述光导管的所述第一表面光学地耦合到所述光纤的所述第二端部，以及其中所述光导管的所述第二表面光学地耦合到所述第一横向可变带通光学滤波器。(5)如(4)所述的光学组件，其中，所述光导管还包括第三表面，所述第三表面设置在所述第一表面和所述第二表面之间的光路中，以用于接收来自所述第一表面的所述信号光并使所述信号光反射朝向所述第二表面。(6)如(4)所述的光学组件，其中，在操作中，所述信号光的一部分被从所述第一横向可变带通光学滤波器反射，其中，所述光导管包括反射壁，所述反射壁用于将所反射的光的部分中的至少一部分重定向回到所述第一横向可变带通光学滤波器。(7)如(4)所述的光学组件，其中，所述光导管包括由多个外表面限定的均匀透明材料的板，所述多个外表面包括所述第一表面和所述第二表面，其中所述板被配置用于对其中的所述信号光进行非约束的传播。(8)一种光学组件，包括：光学探头，其用于收集在样本被用照明光照亮时从所述样本发出的信号光；光纤，其具有第一端部和第二端部，其中，所述第一端部光学地耦合到所述光学探头，以用于接收由所述光学探头收集的所述信号光并传播所述信号光到所述第二端部；光导管，其具有第一表面和第二表面，其中所述光导管的所述第一表面光学地耦合到所述光纤的所述第二端部，以用于接收被传播到所述光纤的所述第二端部的所述信号光，用于在所述光导管中传播；第一横向可变带通光学滤波器，其光学地耦合到所述光导管的所述第二表面，以用于接收在所述光导管中传播的所述信号光；以及第二横向可变带通光学滤波器，其被固定在离所述第一横向可变带通光学滤波器的第一距离处且在所述信号光的光路中在所述第一横向可变带通光学滤波器的下游；其中，所述第一横向可变带通光学滤波器具有第一带通中心波长，且所述第二横向可变带通光学滤波器具有第二带通中心波长；其中，所述第一带通中心波长和所述第二带通中心波长沿着横向于所述光路的第一方向以相互协调的方式变化。(9)如(8)所述的光学组件，其中，所述光学探头包括中继光管，所述中继光管包括近端和远端，其中所述远端被配置用于接触所述样本或插入到所述样本中，从而收集从所述样本发出的所述信号光，其中所述中继光管还被配置用于在所述中继光管的主体中所述信号光从所述中继光管的所述近端到所述远端的非约束的传播。(10)如(9)所述的光学组件，其中，所述中继光管的所述远端包括倾斜的光学表面。(11)如(8)所述的光学组件，其中，所述光学探头包括传输比色管，以用于保存流体或粒状形式的所述样本。(12)如(8)所述的光学组件，还包括光电检测器阵列，所述光电检测器阵列光学地耦合到所述第二横向可变带通光学滤波器并包括沿着所述第一方向设置的光电检测器，以用于对传播通过所述第二横向可变带通光学滤波器的所述信号光进行波长选择性检测。(13)如(8)所述的光学组件，其中，所述第一横向可变带通光学滤波器和所述第二横向可变带通光学滤波器中的至少一个包括边靠边布置的多个带通光学滤波器分段，其中每个带通光学滤波器分段具有不同于直接相邻的带通光学滤波器分段的传输中心波长的横向不可变传输中心波长，所述光学组件还包括二维光电检测器阵列，所述二维光电检测器阵列光学地耦合到所述第二横向可变带通光学滤波器并包括沿着所述第一方向和所述第二方向设置的光电检测器，以用于对传播通过所述第二横向可变带通光学滤波器的所述信号光进行波长选择性检测。(14)一种光学分光仪组件，包括：光源，其用于提供照明光；光学比色管，其大致平行于第一方向延伸及包括：入口，所述入口用于接收流体形式的样本；透明的侧壁，所述透明的侧壁限定与所述入口流体连通的腔，以用于在其中接收和包含所述样本，其中在所述样本被所述照明光照亮时信号光从所述样本发出；以及出口；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学组件，包括：滤波器，其包括带通光学滤波器分段的二维阵列，所述带通光学滤波器分段的二维阵列包括在第一方向上边靠边布置的两个或更多个一维阵列，以及所述两个或更多个一维阵列中的每一个在第二不同方向上边靠边布置，并且具有对于所述二维阵列独有的传输中心波长。

【技术特征摘要】
2015.08.05 US 14/818,9861.一种光学组件，包括：滤波器，其包括带通光学滤波器分段的二维阵列，所述带通光学滤波器分段的二维阵列包括在第一方向上边靠边布置的两个或更多个一维阵列，以及所述两个或更多个一维阵列中的每一个在第二不同方向上边靠边布置，并且具有对于所述二维阵列独有的传输中心波长。2.如权利要求1所述的光学组件，还包括：在第一端部和第二端部之间延伸的中继光管，所述第一端部被配置用于接触或插入到样本中，从而收集从所述样本发出的信号光。3.如权利要求2所述的光学组件，其中，所述中继光管还被配置用于所述信号光从所述第一端部到所述第二端部的非约束的传播。4.如权利要求2所述的光学组件，其中，所述中继光管包括镜面的内壁。5.如权利要求2所述的光学组件，其中，所述第一端部包括倾斜的光学表面。6.如权利要求1所述的光学组件，还包括：包括带通光学滤波器分段的不同的二维阵列的不同滤波器。7.如权利要求1所述的光学组件，还包括：网格，所述网格以抑制在相邻的带通光学滤波器分段之间的泄漏的方式，分隔开带通光学滤波器分段的所述二维阵列的相邻的带通光学滤波器分段。8.如权利要求1所述的光学组件，其中，带通光学滤波器分段的所述二维阵列的分段包括有色玻璃、吸收色素或染料。9.如权利要求1所述的光学组件，其中，带通光学滤波器分段的所述二维阵列包括用于对传播通过所述滤波器的信号光进行波长选择性检测的光电检测器。10.如权利要求9所述的光学组件，其中，所述光电检测器沿着第一方向和第二不同方向设置，并且其中，所述第一方向横向于所述信号光的光路。11.如权利要求1所述的光学组件，还包括：圆偏振器，所述圆偏振器...

【专利技术属性】
技术研发人员：保拉·史密斯，柯蒂斯·R·胡斯卡，本杰明·F·卡钦斯，保罗·G·库姆斯，
申请(专利权)人：唯亚威通讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US