本发明专利技术公开一种光谱仪用的分光装置以及光谱仪，包括：输入光纤耦合器、线性渐变滤光片以及输出光纤耦合器，输入光纤耦合器包括多个输入光纤，多个输入光纤的输出端面沿线性渐变滤光片的波长排布方向排列，输出光纤耦合器包括多个输出光纤，多个输出光纤的输入端面分别与多个输入光纤的输出端面对应。本申请中的光谱仪包括多个光电二极管探测单元，各个光电二极管探测单元的材料根据所述线性渐变滤光片分光后的波长区域使用不同的材料，每个光电二极管探测单元测量一个光纤通道。本申请实施例中的分光装置采用光纤阵列对阵列耦合方式，距离短，无需准直光学模组，分辨率高，光学传输效率高。本申请实施例中的光谱仪，其光电二极管探测单元根据空间分光不同波长区域使用不同材料，可使用感光面积更大的探测器，信噪比更高，整体成本更低。本发明专利技术所述光学器件通过密封灌胶工艺实现全密封光路，耐高温，防尘，抗振动能力更强。动能力更强。动能力更强。
【技术实现步骤摘要】
光谱仪用的分光装置以及光谱仪
[0001]本专利技术涉及一种仪器仪表，尤其涉及一种光谱仪用的分光装置以及光谱仪。
技术介绍
[0002]常见的光谱仪多采用空间分光原理和时间调制傅里叶变换原理实现。空间分光多采用光栅、滤光片或可调光学滤波器作为核心分光部件。空间分光光谱仪多数采用光栅与线阵探测器组合方式实现(也有其他类似分光方式例如线性渐变滤光片+阵列探测器和声光可调滤波器+单点探测器等)无可动部件，适用于环境较为苛刻的现场检测领域。但是，空间分光光谱仪使用的阵列探测器在近红外和中红外波段价格昂贵，并且阵列探测器某一个像素损坏需要更换整个探测器，维护成本极高，对于工业现场批量化的使用十分不便。时间调制傅里叶变换原理往往采用干涉仪作为时域到频域的光谱恢复核心部件。傅里叶变换光谱仪中干涉仪受到振动、温度和湿度的影响会造成光谱仪器的不稳定，通常需要使用光纤远距离传输到一个稳定的环境下使用，体积大，施工麻烦。
[0003]此外，构成光谱仪常见的光路多采用分立器件构成空间耦合光路，光路传输距离较长，耦合过程复杂，在实际应用中受到环境温度、湿度和振动的影响光机器件存在热膨胀微小位移使光学耦合效率在不同环境条件下存在漂移，光谱性能损失。但是，光谱仪光路器件性能要求高，器件受到水蒸气和温度的影响性能会造成损失，同时器件寿命也会相应缩短，维护成本提高，在特定的防爆要求条件下，使用更加困难。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种光谱仪用的分光装置以及光谱仪，其能有效解决上述问题中的至少一种。
[0005]本申请实施例公开了一种光谱仪用的分光装置，包括：输入光纤耦合器、线性渐变滤光片以及输出光纤耦合器，所述输入光纤耦合器和所述输出光纤耦合器分别设置在所述线性渐变滤光片的两侧，所述输入光纤耦合器包括多个输入光纤，多个所述输入光纤的输出端面沿所述线性渐变滤光片的波长排布方向排列，所述输出光纤耦合器包括多个输出光纤，多个所述输出光纤的输入端面分别与多个所述输入光纤的输出端面对应。
[0006]优选地，所述输入光纤和所述线性渐变滤光片之间的距离不超过500微米，和/或，所述输出光纤和所述线性渐变滤光片之间的距离不超过500微米，和/或，所述输入光纤的输出端面与所述线性渐变滤光片紧贴接触；和/或，所述输出光纤的输入端面和所述线性渐变滤光片紧贴接触。
[0007]优选地，包括定位装置，所述线性渐变滤光片嵌设在所述定位装置内，所述定位装置在所述线性渐变滤光片的两侧设置有用于容纳所述输入光纤耦合器的第一容纳槽和用于容纳所述输出光纤耦合器的第二容纳槽。
[0008]优选地，所述输入光纤耦合器的输入光纤和/或所述输出光纤耦合器的输出光纤外均套设有保护套管，优选地，所述保护套管通过灌封方式与所述输入光纤和/或所述输出
光纤进行密封。
[0009]优选地，所述输出光纤的直径大于与其对应的所述输入光纤的直径。
[0010]本申请实施例公开了一种光谱仪，包括如上述的分光装置和光电二极管探测单元组合阵列探测器，所述光电二极管探测单元组合阵列探测器包括多个与所述输出光纤相对应的光电二极管探测单元。
[0011]优选地，所述光谱仪包括多个光电二极管探测单元，各个所述光电二极管探测单元的材料根据所述线性渐变滤光片分光后的波长区域使用不同的材料，每个光电二极管探测单元测量一个光纤通道，优选地，当所述输出光纤所在线性渐变滤光片的波长为短波时，与该输出光纤对应的光电二极管探测单元为硅基探测器；当所述输出光纤所在线性渐变滤光片的波长为长波时，与该输出光纤对应的光电二极管探测单元的材料为铟镓砷型探测器或扩展型铟镓砷型探测器。
[0012]8.根据权利要求6所述的光谱仪，其特征在于，所述光电二极管探测单元组合阵列探测器还包括多个与所述输出光纤相对应的光纤耦合探针，所述光纤耦合探针分别与所述光电二极管探测单元和所述输出光纤耦合，所述光纤耦合探针的直径小于与其对应的所述光电二极管探测单元的直径。
[0013]优选地，所述光电二极管探测单元组合阵列探测器包括封装外壳、设置在所述封装外壳内的读出电路、通过定位部设置在所述封装外壳上的探针座，各个所述光电二极管探测单元设置在所述读出电路上，所述探针座上设置有多个与所述输出光纤相对应的光纤耦合探针，所述光纤耦合探针分别与所述光电二极管探测单元和所述输出光纤耦合。
[0014]优选地，所述光谱仪还包括用于读出所述光电二极管探测单元组合阵列探测器输出的电流信号并将电流信号进行处理得到光谱数据的PDA处理电路，所述PDA处理电路与所述光电二极管探测单元组合阵列探测器封装在一热沉外壳内部。
[0015]综上所述，本专利技术实施例所采用上述结构和方法，具有以下优点：
[0016]1、本申请实施例中的分光装置采用光纤阵列对阵列耦合方式，相比传统空间耦合方式，距离短，无需准直光学模组，分辨率高，光学传输效率高。
[0017]2、本申请实施例中的光谱仪，其光路传输过程无空间耦合过程，具有良好的光路温度特性，防爆特性，防潮特性以及抗振动能力。
[0018]3、本申请实施例中的光谱仪中的光电二极管探测单元根据空间分光不同波长区域使用不同材料，可使用感光面积更大的探测器，信噪比更高，整体成本更低。
[0019]4、本申请实施例中的光谱仪采用高效的全光纤传输，连接用的导管长度可根据工况进行适配，适用工况范围更宽。
[0020]为使能更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与图式，然而所提供的图式仅用于提供参考与说明，并非用来对本专利技术加以限制。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1示出了本申请实施例中的分光电路的结构示意图。
[0023]图2示出了本申请实施例中的分光电路的光路示意图。
[0024]图3示出了本申请实施例中的光谱仪的结构示意图。
[0025]图4示出了本申请实施例中的光电二极管探测单元组合阵列探测器的主视图。
[0026]图5示出了本申请实施例中的光电二极管探测单元组合阵列探测器的俯视图。
[0027]以上附图的附图标记为：1、输入光纤耦合器；2、保护套管；3、线性渐变滤光片；4、定位装置；5、输出光纤耦合器；6、合束装置；7、导管；8、光电二极管探测单元组合阵列探测器；9、PDA处理电路；10、热沉外壳；11、输入一字空间排布光纤阵列；12、输出一字空间排布光纤阵列；13、光电二极管探测单元；14、定位部；15、光纤耦合探针；16、探针座；17、读出电路；18、温控装置；19、封装外壳。
具体实施方式
[0028]为了使本技本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光谱仪用的分光装置，其特征在于，包括：输入光纤耦合器、线性渐变滤光片以及输出光纤耦合器，所述输入光纤耦合器和所述输出光纤耦合器分别设置在所述线性渐变滤光片的两侧，所述输入光纤耦合器包括多个输入光纤，多个所述输入光纤的输出端面沿所述线性渐变滤光片的波长排布方向排列，所述输出光纤耦合器包括多个输出光纤，多个所述输出光纤的输入端面分别与多个所述输入光纤的输出端面对应。2.根据权利要求1所述的光谱仪用的分光装置，其特征在于，所述输入光纤和所述线性渐变滤光片之间的距离不超过500微米，和/或，所述输出光纤和所述线性渐变滤光片之间的距离不超过500微米，和/或，所述输入光纤的输出端面与所述线性渐变滤光片紧贴接触；和/或，所述输出光纤的输入端面和所述线性渐变滤光片紧贴接触。3.根据权利要求1所述的光谱仪用的分光装置，其特征在于，包括定位装置，所述线性渐变滤光片嵌设在所述定位装置内，所述定位装置在所述线性渐变滤光片的两侧设置有用于容纳所述输入光纤耦合器的第一容纳槽和用于容纳所述输出光纤耦合器的第二容纳槽。4.根据权利要求1所述的光谱仪用的分光装置，其特征在于，所述输入光纤耦合器的输入光纤和/或所述输出光纤耦合器的输出光纤外均套设有保护套管，优选地，所述保护套管通过灌封方式与所述输入光纤和/或所述输出光纤进行密封。5.根据权利要求1所述的光谱仪用的分光装置，其特征在于，所述输出光纤的直径大于与其对应的所述输入光纤的直径。6.一种光谱仪，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的分光装置和光电二极管探测单元组合阵列探测器，所述光电二极管探测单元组...
【专利技术属性】
技术研发人员：兰树明，王丽华，王甜甜，
申请(专利权)人：无锡迅杰光远科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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