[发明专利]基于工程漫射体的红外光谱仪光源系统

说明书

技术领域

本发明涉及光谱分析仪器技术领域；具体讲，涉及基于工程漫射体的红外光谱仪光源系统。

背景技术

在光谱检测技术领域中，红外光谱检测技术具有重要的应用价值和丰富的应用成果，在医学和药学、化学和材料科学、食品科学、环境保护、地质考古、刑侦鉴定等领域有着广泛的应用，提供了先进的分析和检测技术。红外光谱检测技术主要是根据物质的红外吸收光谱进行分析的，属于分子光谱的范畴。红外吸收光谱记录了物质分子对不同频率的红外光的不同吸收系数，反映了物质分子的结构和组成，结合不断发展的化学计量学方法，可以通过对红外吸收光谱的数据建立数学模型，定量地分析物质成分含量信息。红外光谱检测技术具有鲜明的特点，包括：对样品不接触、无损害，无需预处理、不污染环境，分析速度快、效率高、实时性好，设备简单、操作方便等。

红外光谱检测技术的实现载体是红外光谱仪，目前，随着技术的不断发展，红外光谱仪已经具有较高的检测水平，包括：较高的信噪比、较高的光谱分辨率、较高的稳定性和较高的精确度。然而，对于红外光谱仪光源系统的设计，可以进行进一步研究，主要依据红外光照度的均匀性和光源的光利用率等要求，引入新的技术，提高红外光谱仪光源系统的性能，从而，进一步推动红外光谱仪的发展。目前，较常见的红外光谱仪光源系统的设计是通过抛物面反射镜对光源发出的光线进行离轴反射，产生平行光束。虽然具有简单的光路结构，但是光源的光利用率较低，同时，由于光源表面亮度的不均匀，导致平行光束在样品处的光照度不均匀，影响红外光谱仪的性能，因此，需要引入新的技术——工程漫射体和椭球面反射镜，不仅提高样品处红外光照度的均匀性，而且提高光源的光利用率。

发明内容

为克服现有技术的不足，提供一种基于工程漫射体的红外光谱仪光源系统，提高样品处红外光照度的均匀性；提高光源的光利用率。为此，本发明采取的技术方案是，基于工程漫射体的红外光谱仪光源系统，包括：光源，椭球面反射镜，工程漫射体，可调光阑，抛物面反射镜，样品池，由光源产生红外波段的光束，椭球面反射镜会聚红外光束于其焦点处，工程漫射体对红外光束进行控制，控制红外光束的空间分布和强度轮廓，使得红外光束在一定范围内具有均匀的光照度，可调光阑限制能够进入后续光路的红外光束的空间范围，抛物面反射镜对红外光束进行离轴反射，产生平行光束并投射到样品池放置的待测样品。

工程漫射体由微透镜单元阵列组成，每个微透镜单元形成漫射体，微透镜单元的分布是随机的，并根据产生相应的光束形状函数所选取的概率分布函数来确定，工程漫射体的制作是通过激光刻蚀进行，通过光栅扫描模式逐点曝光光刻胶层，同时，调整激光光束的强度改变光刻胶曝光程度，形成位于不同位置的不同形式的微透镜单元。

与已有技术相比，本发明的技术特点与效果：

本发明提供的基于工程漫射体的红外光谱仪光源系统，通过使用工程漫射体提高了样品处红外光照度的均匀性；通过使用椭球面反射镜提高了光源的光利用率。

附图说明

图1是本发明提供的基于工程漫射体的红外光谱仪光源系统的结构示意图。

图中，(1)为光源，(2)为椭球面反射镜，(3)为工程漫射体，(4)为可调光阑，(5)为抛物面反射镜，(6)为样品池。

具体实施方式

本发明的技术方案如下：

1.基于工程漫射体的红外光谱仪光源系统包括：光源(1)，椭球面反射镜(2)，工程漫射体(3)，可调光阑(4)，抛物面反射镜(5)，样品池(6)。

2.由光源(1)产生红外波段的光束。

3.椭球面反射镜(2)会聚红外光束于其焦点处。

4.工程漫射体(3)对红外光束进行控制，控制红外光束的空间分布和强度轮廓，使得红外光束在一定范围内具有均匀的光照度。

5.可调光阑(4)限制能够进入后续光路的红外光束的空间范围。

6.抛物面反射镜(5)对红外光束进行离轴反射，产生平行光束。

7.样品池(6)放置待测样品。

本发明提出了一种基于工程漫射体的红外光谱仪光源系统，针对样品处红外光照度的均匀性要求，引入了工程漫射体的新技术；针对光源的光利用率问题，引入了椭球面反射镜，结合附图，详细说明如下。此处所描述的主要是基于工程漫射体的红外光谱仪光源系统的实现方法。

图1示出了本发明提供的基于工程漫射体的红外光谱仪光源系统的结构示意图，详述如下。

光源(1)可以使用卤素灯，产生覆盖红外波段的光束。