一种小光敏元结构的面阵红外光谱传感器及其应用方法技术

本发明专利技术公开了一种小光敏元结构的面阵红外光谱传感器及其应用方法。所述的传感器包括线性渐变滤光片、面阵红外光敏芯片、信号处理集成电路。采用方形小尺寸光敏元结构的面阵光敏芯片，旋转45度后与线性渐变滤光片耦合，得到一条对角线与波长渐变方向一致的菱形小光敏元结构。所述的应用方法将传感器多个相邻排列的光敏元列组合作为一个光谱通道，相邻光谱通道间预留一列光敏元作为间隔，通过平移改变光谱通道的光敏元组成并多次测量，多组光谱数据融合形成光谱曲线。相比于单个大光敏元作为一个光谱通道，本发明专利技术中的光谱通道灵活可变，可以有效减小光谱通道间的波长间隔和谱线交叠，有助于提取更多光谱特征细节。

【技术实现步骤摘要】
一种小光敏元结构的面阵红外光谱传感器及其应用方法
本专利技术涉及红外光谱传感器领域，是一种基于菱形小光敏元面阵的红外光谱传感器设计及应用方法。
技术介绍
红外光谱分析技术的商业化拓展对其分析设备提出了微型化的应用需求。按照仪器的分光方式划分，可以将红外光谱仪大致分为光栅型、滤光片型、傅里叶变换型和声光可调滤波器型。傅里叶变换型光谱仪技术复杂度和成本较高，且含有移动部件，对使用环境有一定要求，因而在便携式近红外光谱分析应用中并不广泛。光栅分光是目前大部分便携式红外光谱仪采用的设计方案，其分辨率性能十分出色，尽管近年来MEMS技术的兴起为光栅型光谱仪的微型化提供了一条可行的技术路径，但当前的主流产品仍然普遍受到分光部分的体积限制。声光可调滤波器型仪器具有分光具有体积小、重量轻的优点，但由于晶体制作工艺问题，其价格较为昂贵，且仪器间的一致性较差，目前大多应用于成像光谱仪的设计。基于线性渐变滤光片和阵列探测器的滤光片型光谱仪结构紧凑、不含移动部件，非常适合微型化的便携式应用。虽然当下此类光谱仪的分辨率不高(在900-1700nm的短波红外范围内约为10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小光敏元结构的面阵红外光谱传感器，包括线性渐变滤光片(1)、面阵红外光敏芯片(2)、信号处理集成电路(3)；其特征在于：/n所述的线性渐变滤光片(1)作为分光部件，将入射的红外复合光分光，不同的滤光片位置对应不同的透过率峰值中心波长；/n所述的面阵红外光敏芯片(2)是小尺寸的方形光敏元阵列，旋转45度后与所述传感器的线性渐变滤光片(1)耦合，从而得到一条对角线与波长渐变方向一致的菱形小光敏元结构，完成分光后的红外光电转换；/n所述的信号处理集成电路(3)，用于面阵红外光敏芯片(2)的信号读出、模数转换和数据预处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种小光敏元结构的面阵红外光谱传感器，包括线性渐变滤光片(1)、面阵红外光敏芯片(2)、信号处理集成电路(3)；其特征在于：
所述的线性渐变滤光片(1)作为分光部件，将入射的红外复合光分光，不同的滤光片位置对应不同的透过率峰值中心波长；
所述的面阵红外光敏芯片(2)是小尺寸的方形光敏元阵列，旋转45度后与所述传感器的线性渐变滤光片(1)耦合，从而得到一条对角线与波长渐变方向一致的菱形小光敏元结构，完成分光后的红外光电转换；
所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王绪泉，黄松垒，张永刚，柯鹏瑜，刘梦璇，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