一种高分辨率跳跃式多波段光谱仪及工作方法技术

本发明专利技术提供了一种高分辨率跳跃式多波段光谱仪及工作方法，第一准直器用于接收光源发出的光并输出光至第一分光棱镜，遮光片用于将第一分光棱镜的输出光分成至少两路至第二分光棱镜，第一聚焦透镜用于接收第二分光棱镜发出的光并输出光至光耦合器；光耦合器通过光纤与第二准直器的输入端连接，第二聚焦透镜用于接收第二准直器的输出光并输出作用于样品的光，光耦合器通过光纤与第三准直器连接，所述光栅用于将第三准直器的输出光分成至少两路，光栅的每一路输出光分别对应有依次沿光路设置的聚焦透镜、感光元件和处理终端；本发明专利技术提高了图像分辨率和OCT的成像深度，同时可保持光谱仪单位波长的光谱功率密度在合理的范围之内，保证了OCT的成像性能。保证了OCT的成像性能。保证了OCT的成像性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高分辨率跳跃式多波段光谱仪及工作方法


[0001]本专利技术涉及光谱仪
，特别涉及一种高分辨率跳跃式多波段光谱仪及工作方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
[0003]光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography，简称OCT)是基于低相干光干涉原理提出的一种新型医疗成像方法，具有较高的分辨率和较强的层析能力，具有非接触、非侵入、无损伤等优点，广泛应用于医疗诊断领域，例如眼科、牙科、胃肠科、皮肤烧伤整形等。OCT的扫描图像的分辨率与光源的中心波长和光谱覆盖范围有关。
[0004]为了提高图像分辨率，一般采用提高光源光谱覆盖范围的方法。光谱覆盖范围的提高会引起扫样品臂扫描光束功率的增加，但是在眼科诊断等领域对扫描光束的强度有一定限制，其不能超过人体承受的安全范围，这一限制阻碍了相同光谱功率密度下光谱覆盖范围和OCT分辨率的提高，进而影响了OCT设备的光谱分析能力；而在保持样品臂功率不变的情况下，增加光谱覆盖范围，会导致光谱仪单位波长的光谱功率密度下降，影响OCT的成像性能。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种高分辨率跳跃式多波段光谱仪及工作方法，实现了在扫描功率不变的条件下更宽光谱范围的探测，提高了图像分辨率，提高了感光元件的光谱分辨率，提高了OCT的成像深度，同时可保持光谱仪单位波长的光谱功率密度在合理的范围之内，保证了OCT的成像性能。
>[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术第一方面提供了一种高分辨率跳跃式多波段光谱仪。
[0008]一种高分辨率跳跃式多波段光谱仪，包括：
[0009]光源、第一准直器、第一分光棱镜、至少一个遮光片、第二分光棱镜、第一聚焦透镜、光耦合器、第二准直器、第二聚焦透镜、第三准直器、光栅和处理终端；
[0010]第一准直器用于接收光源发出的光并输出光至第一分光棱镜，遮光片用于将第一分光棱镜的输出光分成至少两路至第二分光棱镜，第一聚焦透镜用于接收第二分光棱镜发出的光并输出光至光耦合器；
[0011]光耦合器通过光纤与第二准直器的输入端连接，第二聚焦透镜用于接收第二准直器的输出光并输出作用于样品的光，光耦合器通过光纤与第三准直器连接，所述光栅用于将第三准直器的输出光分成至少两路，光栅的每一路输出光分别对应有依次沿光路设置的聚焦透镜、感光元件和处理终端。
[0012]作为可选的一种实现方式，光耦合器通过光纤与第四准直器的输入端连接，第四准直器的输出端与平面镜位置相对。
[0013]作为可选的一种实现方式，光栅的各路输出光对应有共同的聚焦透镜、不同的感光元件和共同的处理终端。
[0014]作为可选的一种实现方式，光栅的各路输出光对应有不同的聚焦透镜、不同的感光元件和共同的处理终端。
[0015]作为可选的一种实现方式，光源与第一准直器的输入端通过光纤连接。
[0016]作为可选的一种实现方式，所述感光元件为线性CCD阵列。
[0017]本专利技术第二方面提供了一种第一方面所述的高分辨率跳跃式多波段光谱仪的工作方法，包括以下过程：
[0018]光源利用第一分光棱镜、遮光片和第二分光棱镜产生至少两路不同的波段的光束，经聚焦透镜后进入光耦合器；
[0019]光耦合器的输出光分别进入参考臂与样品臂，参考臂与样品臂反射或散射回来的光在光耦合器中发生干涉，然后进入第三准直器；
[0020]利用光栅分光产生至少两路不同波段光束，经聚焦透镜后分别由对应的感光元件进行探测，进入同一个处理终端进行光谱图像处理。
[0021]本专利技术第三方面提供了一种高分辨率跳跃式多波段光谱仪。
[0022]一种高分辨率跳跃式多波段光谱仪，至少包括：光源、分光器、波分复用器、光耦合器、第二准直器、第三准直器、光栅和处理终端；
[0023]分光器用于接收光源发出的光并输出至少两路相同波段的光，各条光束对应的滤光片的输出光波段不同，每一路输出光均依次通过对应的准直器、滤光片和聚焦透镜后进入波分复用器；
[0024]波分复用器通过光纤与光耦合器连接，光耦合器通过光纤与第二准直器的输入端连接，第二聚焦透镜用于接收第二准直器的输出光并输出作用于样品的光；
[0025]光耦合器通过光纤与第三准直器连接，所述光栅用于将第三准直器的输出光分成至少两路，光栅的每一路输出光分别对应有依次沿光路设置的聚焦透镜、感光元件和处理终端。
[0026]作为可选的一种实现方式，光栅的各路输出光对应有共同的聚焦透镜、不同的感光元件和共同的处理终端。
[0027]作为可选的一种实现方式，光栅的各路输出光对应有不同的聚焦透镜、不同的感光元件和共同的处理终端。
[0028]作为可选的一种实现方式，光耦合器通过光纤与第四准直器的输入端连接，第四准直器的输出端与平面镜位置相对。
[0029]作为可选的一种实现方式，光源与分光器的输入端通过光纤连接。
[0030]作为可选的一种实现方式，所述感光元件为线性CCD阵列。
[0031]本专利技术第四方面提供了一种第三方面所述的高分辨率跳跃式多波段光谱仪的工作方法，包括以下过程：
[0032]光源利用分光器产生至少两路相同的波段的光束，各条光束分别经准直器、滤光片和聚焦透镜后进入波分复用器，各条光束对应的滤光片的输出光波段不同，波分复用器的输出光进入光耦合器；
[0033]光耦合器的输出光分别进入参考臂与样品臂，参考臂与样品臂反射或散射回来的
光在光耦合器中发生干涉，然后进入第三准直器；
[0034]利用光栅分光产生至少两路不同波段光束，经聚焦透镜后分别由对应的感光元件进行探测，进入同一个处理终端进行光谱图像处理。
[0035]本专利技术第五方面提供了一种高分辨率跳跃式多波段光谱仪。
[0036]一种高分辨率跳跃式多波段光谱仪，包括：
[0037]光源、第一准直器、第一分光棱镜、至少一个遮光片、第二分光棱镜、第一聚焦透镜、分光元件、第七准直器、第八准直器、第二聚焦透镜、第三准直器、光栅和处理终端；
[0038]第一准直器用于接收光源发出的光并输出光至第一分光棱镜，遮光片用于将第一分光棱镜的输出光分成至少两路至第二分光棱镜，第一聚焦透镜用于接收第二分光棱镜发出的光并输出光至第七准直器；
[0039]分光元件用于接收第七准直器的输出光，平面镜用于接收分光元件的反射输出光，分光元件的透射输出光用于通过第二聚焦透镜作用于样品，第八准直器用于接收分光元件的干涉输出光，第八准直器的输出端通过光纤与第三准直器连接，光栅用于将第三准直器的输出光分成至少两路，光栅的每一路输出光均通过对应的聚焦透镜和感光元件后进入处理终端。
[0040]作为可选的一种实现方式，分光元件的反射输出端与平面镜位置相对，分光元件的透射输出端与第二聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高分辨率跳跃式多波段光谱仪，其特征在于：包括：光源、第一准直器、第一分光棱镜、至少一个遮光片、第二分光棱镜、第一聚焦透镜、光耦合器、第二准直器、第二聚焦透镜、第三准直器、光栅和处理终端；第一准直器用于接收光源发出的光并输出光至第一分光棱镜，遮光片用于将第一分光棱镜的输出光分成至少两路至第二分光棱镜，第一聚焦透镜用于接收第二分光棱镜发出的光并输出光至光耦合器；光耦合器通过光纤与第二准直器的输入端连接，第二聚焦透镜用于接收第二准直器的输出光并输出作用于样品的光，光耦合器通过光纤与第三准直器连接，所述光栅用于将第三准直器的输出光分成至少两路，光栅的每一路输出光分别对应有依次沿光路设置的聚焦透镜、感光元件和处理终端。2.如权利要求1所述的高分辨率跳跃式多波段光谱仪，其特征在于：光耦合器通过光纤与第四准直器的输入端连接，第四准直器的输出端与平面镜位置相对。3.如权利要求1所述的高分辨率跳跃式多波段光谱仪，其特征在于：光栅的各路输出光对应有共同的聚焦透镜、不同的感光元件和共同的处理终端。4.如权利要求1所述的高分辨率跳跃式多波段光谱仪，其特征在于：光栅的各路输出光对应有不同的聚焦透镜、不同的感光元件和共同的处理终端。5.如权利要求1所述的高分辨率跳跃式多波段光谱仪，其特征在于：光源与第一准直器的输入端通过光纤连接。6.如权利要求1所述的高分辨率跳跃式多波段光谱仪，其特征在于：所述感光元件为线性CCD阵列。7.一种权利要求1
‑
6任一项所述的高分辨率跳跃式多波段光谱仪的工作方法，其特征在于：包括以下过程：光源利用第一分光棱镜、遮光片和第二分光棱镜产生至少两路不同的波段的光束，经聚焦透镜后进入光耦合器；光耦合器的输出光分别进入参考臂与样品臂，参考臂与样品臂反射或散射回来的光在光耦合器中发生干涉，然后进入第三准直器；利用光栅分光产生至少两路不同波段光束，经聚焦透镜后分别由对应的感光元件进行探测，进入同一个处理终端进行光谱图像处理。8.一种高分辨率跳跃式多波段光谱仪，其特征在于：至少包括：光源、分光器、波分复用器、光耦合器、第二准直器、第三准直器、光栅和处理终端；分光器用于接收光源发出的光并输出至少两路光，每一路输出光均依次通过对应的准直器、滤光片和聚焦透镜后进入波分复用器；波分复用器通过光纤与光耦合器连接，光耦合器通过光纤与第二准直器的输入端连接，第二聚焦透镜用于接收第二准直器的输出光并输出作用于样品的光；光耦合器通过光纤与第三准直器连接，所述光栅用于将第三准直器的输出光分成至少
两路，光栅的每一路输出光分别对应有依次沿光路设置的聚焦透镜、感光元件和处理终端。9.如权利要求8所述的高分辨率跳跃式多波段光谱仪，其特征在于：光耦合器通过光纤与第四准直器的输入端连接，第四准直器的输出端与平面镜位置相对。10.如权利要求8所述的高分辨率跳跃式多波段光谱仪，其特征在于：光栅的各路输出光对应有共同的聚焦透镜、不同的感光元件和共同的处理终端。11.如权利要求8所述的高分辨率跳跃式多波段光谱仪，其特征在于：光栅的各路输出光对应有不同的聚焦透镜、不同的感光元件和共同的处理终端。12.如权利要求8所述的高分辨率跳跃式多波段光谱仪，其特征在于：光源与分光器的输入端通过光纤连接。13.如权利要求8所述的高分辨率跳跃式多波段光谱仪，其特征在于：所述感光元件为线性CCD阵列。14.一种权利要求8
‑
13任一项所述的高分辨率跳跃式多波段光谱仪的工作方法，其特征在于：包括以下过程：光源利用分光器产生至少两路相同的波段的光束，各条光束分别经准直器、滤光片和聚焦透镜后进入波分复用器，各条光束对应的滤光片的输出光波段不同，波分复用器的输出光进入光耦合器；光耦合器的输出光分别进入参考臂与样品臂，参考臂与样品臂反射或散射回来的光在光耦合器中发生干涉，然后进入第三准直器；利用光栅分光产生至少两路不同波段光束，经聚焦透镜后分别由对应的感光元件进行探测，进入同一个处理终端进行光谱图像处理。15.一种高分辨率跳跃式多波段光谱仪，其特征在于：包括：光源、第一准直器、第一分光棱镜、至少一个遮光片、第二分光棱镜、第一聚焦透镜、分光...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋维业，
申请(专利权)人：山东探微医疗技术有限公司，
类型：发明
国别省市：