[发明专利]基于可编程微镜阵列的可见-近红外光谱探测方法及光谱仪有效

专利信息
申请号: 200910103384.9 申请日: 2009-03-13
公开(公告)号: CN101509869A 公开(公告)日: 2009-08-19
发明(设计)人: 朱永;韦玮;王宁;张洁 申请(专利权)人: 重庆大学
主分类号: G01N21/17 分类号: G01N21/17;G02B26/08;G02B5/18
代理公司: 重庆华科专利事务所 代理人: 康海燕
地址: 400033重庆市沙坪坝*** 国省代码: 重庆;85
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摘要:
搜索关键词: 基于 可编程 阵列 可见 红外 光谱 探测 方法 光谱仪
【权利要求书】:

1.基于可编程微镜阵列的可见-近红外光谱探测方法,其特征在于:将光源发出的光,先经过装有待测样品的样品池,再使其入射到一个双闪耀角反射光栅上,不同波长的光在空间上被色散开,使空间分开的各色波长的光再经成像透镜后入射到可编程微镜阵列上;在可编程微镜阵列的一边设置一个单点可见光探测器和相应的会聚透镜,另一边设置一个单点近红外探测器和相应的会聚透镜,通过对可编程微镜阵列上对应可见光波段的像素按时间顺序依次施加正向电压,使该光谱区域对应的像素依次向左偏转,将不同波长的可见光依次反射到单点可见光探测器上,读取一个扫描时间周期内探测器上的光强数值就可以获得被测物质的可见光光谱;同时,对可编程微镜阵列上对应近红外波段的像素按时间顺序依次施加反向电压,使该光谱区域对应的像素依次向右偏转,将不同波长的近红外光依次反射到单点近红外探测器上,读取一个扫描时间周期内探测器上的光强数值就可以获得被测物质的近红外光谱;若将上述在可见光区域与近红外区域的操作同时进行就可以同时获得被检测物质的可见光光谱和近红外光谱;

所述双闪耀角反射光栅是在反射光栅的一个周期结构内具有两个不同角度的闪耀角,产生两个与闪耀角相关的闪耀波长,一个闪耀波长在可见光波段,一个闪耀波长在近红外波段。

2.根据权利要求1所述的基于可编程微镜阵列的可见-近红外光谱探测方法,其特征在于:所述可编程微镜阵列的微镜具有可以通过编程的方式施加两个不同的电压来使得微镜获得三个稳定的偏转状态的结构,即施加正向电压,微镜向左偏转,施加反向电压,微镜向右偏转,不施加电压时,微镜不发生偏转;所述可编程微镜阵列被分为可见光区域和近红外光区域,可见光区域内的微镜只有左偏转和不偏转两个状态,向左偏转为开态,此时将对应像素的光强反射到可见光探测器上,不偏转为关态,此时将对应像素的光强反射到仪器内部其他空间位置上;近红外区域内的微镜只有右偏转和不偏转两个状态,向右偏转为开态,此时将对应像素的光强反射到近红外光探测器上,不偏转为关态,此时将对应像素的光强反射到仪器内部其他空间位置上;所述可编程微镜阵列是线阵或面阵。

3.实现权利要求1所述探测方法的基于可编程微镜阵列的可见-近红外光谱仪,其特征在于:它包括设置在仪器外壳内的光源、样品池、双闪耀角反射光栅、成像透镜、可编程微镜阵列、一个单点可见光探测器和一个单点近红外探测器;所述样品池设置在光源与双闪耀角反射光栅之间,光源发出的光,经过样品池,入射到双闪耀角反射光栅上;在双闪耀角反射光栅的衍射光传播线路上设置可编程微镜阵列,并在双闪耀角反射光栅与可编程微镜阵列之间设置成像透镜,通过施加驱动电压对可编程微镜阵列进行调制,在可编程微镜阵列两边的单点可见光探测器和单点近红外探测器就可以同时分别获取被检测物质的可见光光谱和近红外光谱,从而实现对被检测物质里面的有害无机物和有害有机物的同时检测;

所述双闪耀角反射光栅是在反射光栅的一个周期结构内具有两个不同角度的闪耀角,产生两个与闪耀角相关的闪耀波长,一个闪耀波长在可见光波段,一个闪耀波长在近红外波段。

4.根据权利要求3所述的基于可编程微镜阵列的可见-近红外光谱仪,其特征在于:所述可编程微镜阵列的微镜具有可以通过编程的方式施加两个不同的电压来使得微镜获得三个稳定的偏转状态的结构,即施加正向电压,微镜向左偏转,施加反向电压,微镜向右偏转,不施加电压时,微镜不发生偏转;所述可编程微镜阵列被分为可见光区域和近红外光区域,可见光区域内的微镜只有左偏转和不偏转两个状态,向左偏转为开态,此时将对应像素的光强反射到可见光探测器上,不偏转为关态,此时将对应像素的光强反射到仪器内部其他空间位置上;近红外区域内的微镜只有右偏转和不偏转两个状态,向右偏转为开态,此时将对应像素的光强反射到近红外光探测器上,不偏转为关态,此时将对应像素的光强反射到仪器内部其他空间位置上;所述可编程微镜阵列是线阵或面阵。

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