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一种单级液晶滤光片计算光谱仪及其光谱测量方法技术

技术编号:41395455 阅读:25 留言:0更新日期:2024-05-20 19:18
本发明专利技术公开了一种单级液晶滤光片计算光谱仪及其光谱测量方法;所述光谱仪包括准直系统、单级液晶滤光片以及图像传感模块;准直系统用于将待测光线准直;单级液晶滤光片通过调整电压改变其透光特性,并位于准直系统的下游;图像传感模块位于液晶滤光片的下游,用于捕捉透过滤光片的光并转换为电信号。通过对液晶盒施加一系列预设电压,结合图像传感模块的数据,利用计算重建技术来重构入射光的光谱。本发明专利技术的设计允许在同一CMOS图像传感器上配置多个独立的准直系统,实现多通道测量,提高了设备的应用灵活性和测量效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光谱测量领域,具体地涉及一种单级液晶滤光片计算光谱仪及其光谱测量方法


技术介绍

1、光谱仪能够测量物质的光谱信息,从而对物质成分及结构进行分析,广泛应用于科学研究和工业用途中。目前,能够提供超细分辨率和宽光谱范围的光谱仪往往有着笨重的光学器件、运动部件以及较长的工作距离。然而随着频谱分析的应用领域不断拓宽,降低光谱仪物理尺度、成本和功耗的需求逐渐增大,甚至优先于对高性能的需求。

2、现有光谱仪微型化技术分为色散型、窄带滤波型、傅里叶变换型和计算光谱四大类。色散型光谱仪的分辨率与系统光程长度成正比,因此一旦当设备变得更加紧凑,性能就会降低。窄带滤波型光谱仪不受路径长度制约,但是制作工艺复杂且涉及多种沉积工艺,这限制了滤光片阵列的通道数量,进而限制了光谱仪的分辨率。傅里叶变换光谱仪所需要的探测器数量减少,获得数据的信噪比也更高,但是性能依赖于干涉仪不同通道之间的最大光程差,这限制了光谱仪物理尺度的减少程度。计算光谱依赖于计算技术,从探测器中探测到的经过编码的预校准信息中重建出入射光的光谱,以算力替代硬件限制,有着很好的微型化前景。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种单级液晶滤光片计算光谱仪,其特征在于,包括准直模块、单级液晶滤光模块以及图像传感模块;

2.根据权利要求1所述的光谱仪,其特征在于,所述起偏镜的光轴定向从而确保最大化所需波长范围的待测光通过率;所述液晶盒的光轴在不施加电压时与起偏镜的光轴呈45°角;所述验偏镜的偏振选择性与起偏镜的偏振选择性匹配且验偏镜的光轴与起偏镜的光轴正交。

3.根据权利要求1所述的光谱仪,其特征在于,所述起偏镜和液晶盒之间的距离≤1毫米,液晶盒和验偏镜之间的距离≤2毫米。

4.根据权利要求1所述的光谱仪,其特征在于,所述液晶盒根据预设的电压变化序列调节待测光的光谱特性,图...

【技术特征摘要】

1.一种单级液晶滤光片计算光谱仪,其特征在于,包括准直模块、单级液晶滤光模块以及图像传感模块;

2.根据权利要求1所述的光谱仪,其特征在于,所述起偏镜的光轴定向从而确保最大化所需波长范围的待测光通过率;所述液晶盒的光轴在不施加电压时与起偏镜的光轴呈45°角;所述验偏镜的偏振选择性与起偏镜的偏振选择性匹配且验偏镜的光轴与起偏镜的光轴正交。

3.根据权利要求1所述的光谱仪,其特征在于,所述起偏镜和液晶盒之间的距离≤1毫米,液晶盒和验偏镜之间的距离≤2毫米。

4.根据权利要求1所述的光谱仪,其特征在于,所述液晶盒根据预设的电压变化序列调节待测光的光谱特性,图像传感系统捕获每个电压状态下的待测光的强度数据,并形成一系列测量数据集合;所述测量数据集合在完成整个测量周期后用于光谱重建。

5.根据权利要求1所述的光谱仪,其特征在于,所述图像传感模块包括cmos传感器阵列,所述cmos传感器阵列由多个cmo...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡丁文崔浩杨宗银龚邦民陈甫讯
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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