基于台阶滤光片的定点批量采集微型光谱仪制造技术

本发明专利技术涉及光谱数据采集的技术领域，具体涉及一种基于台阶滤光片的定点批量采集微型光谱仪，微型光谱仪包括面阵探测器、台阶滤光片以及光纤探头阵列；台阶滤光片用于实现光谱分光，台阶滤光片粘贴在面阵探测器上，位于面阵探测器与光纤探头阵列之间；台阶滤光片沿像元的行方向上波长呈台阶式变化，同一行的像元中，不同位置的像元对应的波长不同；同一列的像元中，不同位置的像元对应的波长相同。面阵探测器用于接收经过台阶滤光片分光的谱带能量；光纤探头阵列包括多个光纤探头。本发明专利技术所提供的微型光谱仪，可以快速定点批量采集固定点位的光谱数据，有效提高了批量采集的工作效率，结构紧凑，体积小，成本低。成本低。成本低。

【技术实现步骤摘要】
基于台阶滤光片的定点批量采集微型光谱仪


[0001]本专利技术涉及光谱数据采集的
，特别涉及一种基于台阶滤光片的定点批量采集微型光谱仪。

技术介绍

[0002]光谱仪是一种重要的科学仪器，随着光谱技术的快速发展，光谱仪在各个领域得到了广泛的应用。基于光栅分光的光谱仪由于其光路结构的影响，一般体积大、成本高，非成像光谱仪大多数为单点式，每次只能采集一个样本点。

技术实现思路

[0003]本专利技术为解决上述问题，提供一种新型结构的基于台阶滤光片的可快速定点批量采集的微型光谱仪。
[0004]本专利技术提供的一种基于台阶滤光片的定点批量采集微型光谱仪，所述微型光谱仪包括面阵探测器、台阶滤光片以及光纤探头阵列；
[0005]所述台阶滤光片用于实现光谱分光，所述台阶滤光片粘贴在所述面阵探测器上，位于所述面阵探测器与所述光纤探头阵列之间；
[0006]所述的台阶滤光片沿像元的行方向上波长呈台阶式变化，同一行的像元中，不同位置的像元对应的波长不同；同一列的像元中，不同位置的像元对应的波长相同；
[0007]所述面阵探测器用于接收经过所述台阶滤光片分光的谱带能量；
[0008]所述光纤探头阵列包括多个光纤探头，射入多个所述光纤探头的光线分别入射到所述面阵探测器的多个不同区域，多个不同区域内的多个不同位置分别获得待测目标的多个不同谱段的光谱特征，进而同时获取所述待测目标多个不同点位的光谱数据；所述光纤探头阵列中所述光纤探头的个数最多为(所述台阶滤光片的周期数
×<br/>所述面阵探测器的像元的行数)/2。
[0009]优选的，所述光纤探头为Y型光纤探头，所述Y型光纤探头包括单头端和双头端，所述单头端连接到所述台阶滤光片的表面，所述双头端分别连接光源和采集点。
[0010]优选的，所述台阶滤光片的波长变化方向平行于所述面阵探测器的行方向。
[0011]优选的，所述台阶滤光片的尺寸不小于所述面阵探测器在相应方向上的尺寸；
[0012]优选的，所述台阶滤光片的光谱范围为可见范围、红外范围或者可见
‑
红外范围；
[0013]优选的，所述台阶滤光片的波长包含多个台阶变化周期，可以为包含多个周期的一整片；也可以为规格相同的多个单周期滤光片拼接成的一大片，拼接所用的单周期台阶滤光片的台阶级数应相同，且各单周期台阶滤光片的波长覆盖范围应与包含多个周期的一整片相同。
[0014]本专利技术所提供的快速定点批量采集的微型光谱仪，解决了荧光试剂检测过程中对试剂阵列进行光谱检测时耗费时间长的问题，通过光纤探头阵列，与粘贴好台阶滤光片的面阵探测器相配合，通过台阶滤光片实现光谱分光，通过光纤探头阵列对试剂阵列进行光
谱数据的快速、批量采集，本专利技术的微型光谱仪具有体积小、成本低等优点，可实现光谱数据的批量采集，有效提高了试剂检测工作的效率。
附图说明
[0015]图1是本专利技术具体实施方式中定点批量采集微型光谱仪的结构示意图。
[0016]图2是本专利技术具体实施方式中单周期台阶滤光片的侧面结构示意图。
[0017]图3是本专利技术具体实施方式中多周期台阶滤光片的侧面结构示意图。
[0018]图4是本专利技术具体实施方式中Y型光纤探头的结构示意图。
[0019]附图标记：
[0020]1、面阵探测器；2、台阶滤光片；3、光纤探头阵列；7、第一双头端；8、单头端；9、第二双头端；10、单头端截面；11、采集点入射光线；12、光源出射光线；13、双头端截面。
具体实施方式
[0021]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，而不构成对本专利技术的限制。
[0022]如图1所示，为本专利技术具体实施方式中基于台阶滤光片的定点批量采集微型光谱仪的结构示意图，从图中可以看出，该微型光谱仪包括面阵探测器1、台阶滤光片2以及光纤探头阵列3；所述台阶滤光片2设置在所面阵探测器上1，具体可以通过贴合的方式封装在面阵探测器1的靶面上；所述台阶滤光片2用于实现光谱分光，所述台阶滤光片2位于所述面阵探测器1与所述光纤探头阵列3之间；所述的台阶滤光片2沿像元的行方向上波长呈台阶式变化，同一行的像元中，不同位置的像元对应的波长不同；同一列的像元中，不同位置的像元对应的波长相同；所述面阵探测器1用于接收经过所述台阶滤光片2分光的谱带能量。
[0023]所述光纤探头阵列3包括多个光纤探头，射入多个所述光纤探头的光线分别入射到所述面阵探测器1的多个不同区域，多个不同区域内的多个不同位置分别获得待测目标的多个不同谱段的光谱特征，进而同时获取所述待测目标多个不同点位的光谱数据；阵列中光纤探头的个数最多为(台阶滤光片2的周期数
×
面阵探测器1的像元的行数)/2，优选的实施方式中，相邻的两行光纤探头最少需间隔1行像元，避免相邻光纤探头光线的干扰；在所述面阵探测器1的分辨率固定不变的情况下，像元的列数固定不变，所述台阶滤光片2的台阶级数越多，整个靶面台阶滤光片2的周期数越少。
[0024]具体的实施方式中，所述台阶滤光片2的波长变化方向平行于所述面阵探测器1的行方向，当然也可以设置为台阶滤光片2的波长变化方向平行于所述面阵探测器的列方向；一般情况下，面阵探测器1的行方向的像元数大于或者等于列方向的像元数，而台阶滤光片2的台阶变化周期固定时，波长变化方向上的像元数越多时，可单个周期内波长变化的台阶级数就越多，在面阵探测器1的光谱范围固定不变的情况下，测量结果的光谱间隔就越小，数据所包含的目标的光谱特征就越丰富。
[0025]具体的实施方式中，所述台阶滤光片2的光谱范围为可见范围、红外范围或者可见
‑
红外范围。所述台阶滤光片2的尺寸应不小于所述面阵探测器1在该方向上的尺寸，避免探测器最外圈像元接收到杂散光，影响测量结果。
[0026]如图2和图3所示，分别是本专利技术具体实施方式中单周期台阶滤光片和四周期台阶滤光片的侧面结构示意图。所述的台阶滤光片2沿像元的行方向上波长呈台阶式变化，同一行的像元中，不同位置的像元对应的波长不同；同一列的像元中，不同位置的像元对应的波长相同。一种实施方式中，所述台阶滤光片2为一整片，包括多个不同的波长周期。另一种实施方式中，所述台阶滤光片2通过多个规格相同的单周期滤光片拼接组成，其中拼接所用的单周期台阶滤光片的台阶级数应相同，且各单周期台阶滤光片的波长覆盖范围应与包含多个周期的一整片相同。优选的实施方式中，采用第一种实施方式中包含多个周期的一整片台阶滤光片效果更好，可避免因拼接多个单周期台阶滤光片所可能存在的误差。
[0027]具体的实施方式中，为了更好的配合光纤探头阵列3使用，采用的面阵探测器1的类型为成像型探测器，但本专利技术微型光谱仪最终输出的数据非图像，而是txt文件，其中包含采集的各个光纤探头对应目标点位的光谱数据。所述面阵探测器1封装好台本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于台阶滤光片的定点批量采集微型光谱仪，其特征在于，所述微型光谱仪包括面阵探测器、台阶滤光片以及光纤探头阵列；所述台阶滤光片用于实现光谱分光，所述台阶滤光片粘贴在所述面阵探测器上，位于所述面阵探测器与所述光纤探头阵列之间；所述的台阶滤光片沿像元的行方向上波长呈台阶式变化，同一行的像元中，不同位置的像元对应的波长不同；同一列的像元中，不同位置的像元对应的波长相同；所述面阵探测器用于接收经过所述台阶滤光片分光的谱带能量；所述光纤探头阵列包括多个光纤探头，射入多个所述光纤探头的光线分别入射到所述面阵探测器的多个不同区域，多个不同区域内的多个不同位置分别获得待测目标的多个不同谱段的光谱特征，进而同时获取所述待测目标多个不同点位的光谱数据；所述光纤探头阵列中所述光纤探头的个数最多为(所述台阶滤光片的周期数
×
所述面阵探测器的像元的行数)/2。2.如权利要求1所述的微型光谱仪，其特征在于，所述光纤探头为Y型光纤探头，所述Y型光纤探头包括单头端和双头端，所述单头端连接到所述台阶滤光片的表面，所述双头端分别连接光源和采集点。3.如权利要求1所述的微型光谱仪，其特征在于，所述台阶滤光片的波长变化方向平行于所述面阵探测器的行方向。4.如权利要求1所述的微型光谱仪，其特征在于，所述台阶滤光片的尺寸不小于所述面阵探测器在相应方向上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨飞，张卓，林弘杨，孙胜春，
申请(专利权)人：长春长光辰谱科技有限公司，
类型：发明
国别省市：