[发明专利]光纤探测器

权利要求书

1.一种双向光纤光谱探测器包括：

单一光纤或光纤束，每根光纤具有近端和远端并具有数值孔径NA＝n＊sinθ，其中θ是受光角，它是光纤在其近端的接收光锥区的半角；设在紧邻或接近所述近端的光输入/输出耦合器，用于将光耦合进入所述光纤或光纤束的所述近端并用于聚集出自所述近端的光，以及

设在紧邻或接近所述远端的光感测元件，适于检测与所述感测元件接触或接近的样品的光谱性质；其特征在于：

所述输入/输出耦合器具有：

输入耦合装置，它用于以介于θ和θ/x之间的入射角将光耦合到所述光纤或光纤束的所述近端，其中x在1到10的范围内，以及

输出耦合装置，它用于聚集来自所述光纤的所述近端的、角度小于θ/x的光，

因此使光输入/输出耦合器将较高阶模式的光耦合到所述光纤或光纤束并聚集返回的来自所述光纤或光纤束的所述近端的相对较低阶模式的光，

其中所述光纤适于作为将传播光的模式从相对较高阶的光模式转换为相对较低阶的光模式的转换器。

2.根据权利要求1所述的光纤光谱探测器，包括单一光纤，它用于将耦合到所述单一光纤的所述近端的光导向位于所述单一光纤的所述远端的所述光感测元件并将光从位于所述单一光纤的所述远端的所述光感测元件导回到所述单一光纤的所述近端，所述单一光纤用作为将传播光模式从较高阶光模式转换为较低阶光模式的转换器，因此与光输入/输出耦合器一起，将来自光源的耦合到所述光纤的光从通过相同光纤从感测元件返回的发射光中分离，并且所述发射光被所述光输入/输出耦合器导引到检测器上。

3.根据权利要求1和2所述的光纤光谱探测器，包括两根或多根光纤，其中一根光纤用于记录的参考谱而另一根光纤用于信号谱登记以用于谱对比，其中每根光纤都是双向运行。

4.根据权利要求1所述的光纤光谱探测器，其中所述光输入/输出耦合器包括光导向件，它用于使来自所述光纤的所述近端的光以0到θ/x范围内的角度传给分析检测元件并将来自光源的光以θ到θ/x范围内的角度导向所述光纤的所述近端。

5.根据权利要求4所述的光纤光谱探测器，其中所述光导向的光输入/输出耦合器包括两个或多个反射镜。

6.根据权利要求4所述的光纤光谱探测器，其中所述光导向的光输入/输出耦合器包括一个或多个反射镜以及一个或多个透镜。

7.根据权利要求4所述的光纤光谱探测器，其中所述光导向的光输入/输出耦合器包括两个或多个反射镜以及一根或多根光纤。

8.根据权利要求4所述的光纤光谱探测器，其中所述光导向的光输入/输出耦合器包括一个或若干组成光束的光纤以聚集更多来自光源的光并将其传给光纤探测器近端，并具有再聚焦透镜、反射镜或为此目的在端部形成微型透镜的光纤。

9.根据权利要求4所述的光纤光谱探测器，其中所述光导向的光输入/输出耦合器包括一个或多个锥形接续器或棱镜，其构型为最有效地聚集来自光源的光，并由光纤探测器覆层的材料制成并光学地连接于所述光纤探测器覆层，并包括再聚焦透镜或反射镜或光纤本身，其可直接结束于检测器以将从远端感测元件返回和从探测器近端出来的光聚焦到所述检测元件。

10.根据权利要求1所述的光纤光谱探测器，其中在光纤远端的所述光感测元件是衰减全反射感测元件。

11.根据权利要求1所述的光纤光谱探测器，其中所述光感测元件是包括反射镜元件的液体双通道透射单元。

12.根据权利要求11所述的光纤光谱探测器，其中所述光感测元件是具有准直透镜和反射镜(透射-反射)的气体双通道透射单元感测元件。

13.根据权利要求10所述的光纤光谱探测器，其中所述光感测元件是具有准直透镜和反射镜(透射-反射)组的气体多通道透射单元感测元件。

14.根据权利要求4所述的光纤光谱探测器，其中所述光源是红外线加热黑体(碳硅棒)。

15.根据权利要求14所述的光纤光谱探测器，其中所述光源包括傅里叶变换干涉仪或是其一部分。

16.根据权利要求4所述的光纤光谱探测器，其中所述光源是灯。