[发明专利]空间光调制器的法布里‑珀罗干涉式宽谱段选频采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及光谱采集技术领域，特别涉及一种空间光调制器的法布里-珀罗干涉式宽谱段选频采集装置。

背景技术

目前已经有很多方法可以实现光谱信号的测量，比如基于光栅分光的光谱仪，基于傅立叶变换的干涉式光谱仪，棱镜分光的简易光谱探测器等。所有这些技术都已发展成熟并得到广泛应用，为成像系统提供可靠稳定的光谱信息。但上述各种方法都不能将光谱仪压缩到很小的体积并提供可观的谱段范围和分辨率。比如，光栅或棱镜分光式的光谱仪、以及迈克尔逊干涉式光谱仪，都存在所需空间较大的缺点。另外，光学元件和探测器的重量也是影响其微型化的因素。

法布里-珀罗干涉仪是由两块镀有高反射率膜的平行玻璃(或石英)板和中间所夹的介质组成。基于其干涉特性，有且仅有满足其干涉条件的波长的光可以通过法珀腔。所以此干涉仪具有天然的选频分光作用。随着半导体、薄膜加工技术的发展，微型化的法珀腔得到实现。对于可以探测近红外波段的光谱仪，其红外波段探测器的成本在总成本中占据很大比重，从而局限了其使用范围。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种空间光调制器的法布里-珀罗干涉式宽谱段选频采集装置，该装置能够完成待测样本的光谱信息获取，具有高分辨率、高灵敏度、结构微小、可集成度高、成本低廉的优点。

为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种空间光调制器的法布里-珀罗干涉式宽谱段选频采集装置，包括：采集光路，所述采集光路用于从待测样本中采集预设谱段光信号；准直透镜，所述准直透镜用于对所述预设谱段光信号进行准直处理后，输出平行光束；法珀腔，所述法珀腔用于对所述平行光束进行滤波，输出预设波长的光波；光信号采集装置，所述光信号采集装置用于采集所述预设波长的光波，并对所述光波进行降噪后转化为对应的光谱信号。

另外，根据本发明上述实施例的空间光调制器的法布里-珀罗干涉式宽谱段选频采集装置还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述采集光路由光纤探头或消色差物镜组构成，其中，所述光纤探头的出射光或所述消色差物镜组像方的数值孔径与所述准直透镜的物方数值孔径相匹配。

在一些示例中，所述准直透镜与所述光纤探头的末端或与所述消色差物镜组的后焦点保持一个焦距的距离。

在一些示例中，所述准直透镜由单个非球面镜或单透镜或双胶合透镜或准直透镜组或微透镜阵列或柱面镜构成。

在一些示例中，所述法珀腔由基底和镀在所述基底两侧平行表面的反射膜组成，其中，所述基底由透光率高于预设透光率的介质或空气构成，所述反射膜由介质膜或金属膜构成。

在一些示例中，所述预设波长根据所述基底的厚度和折射率确定。

在一些示例中，所述光信号采集装置由空间光调制器、一个会聚透镜组成、单点探测器和光电探测器控制电路组成，其中，所述空间光调制器以预设角度放置在所述法珀腔后面，将通过法所述珀腔滤波后的所述光波反射至一角度，并在反射的出射光路上放置所述会聚透镜，以将得到的反射光会聚到所述单点探测器上。

在一些示例中，所述空间光调制器为线阵空间光调制器或面阵空间光调制器。

在一些示例中，所述单点探测器由光电倍增管及其驱动电路组成。

在一些示例中，所述预设谱段光信号的谱段为200nm至2500nm。

根据本发明实施例的空间光调制器的法布里-珀罗干涉式宽谱段选频采集装置，能够完成待测样本的光谱信息获取，具有高分辨率、高灵敏度、结构微小、可集成度高、成本低廉等优点，切适用范围广，可广泛用于生物鉴别、化学分析、刑事侦查、环境监测、食品安全等领域。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的空间光调制器的法布里-珀罗干涉式宽谱段选频采集装置的结构框图；

图2是根据本发明一个实施例的空间光调制器的法布里-珀罗干涉式宽谱段选频采集装置的内部光路结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的空间光调制器的法布里-珀罗干涉式宽谱段选频采集装置的光路结构示意图；以及

图4是根据本发明一个实施例的法珀腔结构示意图。

具体实施方式