[发明专利]用于近红外光谱分析中宽波段多LED光源合成装置

说明书

技术领域

本发明涉及宽波段多LED组合光源的设计领域，特别适用于近红外光谱分析中所需的宽波段光源。 

背景技术

传统近红外光谱仪的光源以卤钨灯为主，性能稳定，寿命长。但亮度相对较低，在同等条件下，限制了仪器的信噪比。LED光源由于具有亮度高、寿命长等优点，使其应用于近红外光谱分析仪中受到广大学者的关注。 

常规近红外光谱分析仪在对物质进行定性或定量分析时，需要选取该物质的特征波长，选取的特征波长越多，测量精度越高。但单个LED的带宽较窄，只有50-100nm，在此带宽范围内，很难找到多个符合要求的特征波长，不能满足近红外光谱分析的要求。因此，研究一种宽波段多LED的组合光源对近红外光谱分析技术有着十分重要的意义。 

发明内容

本发明为解决现有近红外光谱分析中信号弱、信噪比低、单个LED光源带宽窄的问题，提供一种用于近红外光谱分析中宽波段多LED光源合成装置。 

用于近红外光谱分析中宽波段多LED光源合成装置，该装置包括n个LED点光源、准直镜、平面光栅和聚焦镜；n个LED点光源发出不同波长的光束，所述不同波长的光束经过准直镜准直为平行光后，由平面光栅将相同波长的光束汇聚，最终通过聚焦镜将不同波长的光束聚焦为点光源。 

本发明的有益效果：本发明采用n个LED点光源发出不同波长的光束，最终实现光束聚集的点光源，具有亮度高，波段宽、寿命长的优点，本发明所合成的光源用于近红外光谱分析中与单个LED光源的带宽范围相比得到明显的拓宽。 

附图说明

图1为本发明所述的用于近红外光谱分析中宽波段多LED光源合成装置的结构示意图。 

图中：1、LED点光源，2、准直镜，3、平面光栅，4、聚焦镜，5、点光源。 

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1说明本实施方式，用于近红外光谱分析中宽波段多LED光源合成装置，该装置包括n个中心波长为λ₁、λ₂...λ_n的LED点光源1、准直镜2、平面光栅3和聚焦镜4。n个LED点光源1发出波长为λ₁、λ₂...λ_n的光，经过准直镜2准直为平行光后，由平面光栅3将同一波长的光汇聚，最终通过聚焦镜4将不同波长的光聚焦为点光源5，所得组合光源的波段范围为λ₁～λ_n，波段范围得到明显的加宽。在近红外光谱分析中，可根据不同物质的分析需求，选择相应的中心波长的LED。 

本实施方式选用多个LED搭建而成的组合光源作为近红外光谱分析仪的光源，具有亮度高，波段宽、寿命长的优点，可有效地加宽单个LED光源的带宽。本发明采用n个中心波长为λ₁、λ₂...λ_n的LED光源。 

具体实施方式二、本实施方式为具体实施方式一所述用于近红外光谱分析中的宽波段多LED光源合成装置应于近红外光谱分析的中宽波段多LED组合光源的具体调节过程： 

一、根据利用近红外光谱分析技术所测物质在近红外波段的特征波长，选取n个LED，n个LED的中心波长λ₁、λ₂...λ_n应覆盖所测物质所需的特征波长，n为大于1的正整数； 

二、将n个LED发出的光先经过准直镜2准直为波长为λ₁、λ₂...λ_n的n束平行光后，利用平面光栅3将不同波长的光合成一束复色光，最后经过聚焦镜4将复色光会聚为点光源5，所得组合点光源5的波段范围为λ₁-λ_n。 

三、调节准直镜2、平面光栅3和聚焦镜4的相对位置，使合成的LED点光源1亮度最强。 

本发明利用光栅搭建的光学系统合成宽波段的LED光源。所合成的光源用于近红外光谱分析中相比单个LED光源，带宽范围得到明显的拓宽。