[发明专利]一种空间分辨光谱采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及空间分辨测量技术领域，特别涉及一种空间分辨光谱采集系统。

背景技术

光纤光谱仪通过光纤将光谱信号传输到光谱仪，若其光纤采集端面和待测空间之间没有其他光学器件，则其采集的是整个待测空间的光谱。而在实际应用时经常需要只采集待测空间中很小一个空间范围内的光谱信号，即空间分辨测量。这时，需要在待测空间位置和光纤采集端面之间放置信号光采集光路，将待测空间位置成像到光纤采集端面以实现空间分辨测量。

在实际的应用中，由于单台光谱仪的波段范围有限，有时会用到多台光谱仪共同测量；现有技术中实现多台光谱仪共同测量的方案一般是使用一分多的光纤束，参见图1，该光纤束包括合纤和分纤；首先采用包含数根纤芯的合纤(参见图2)用来采集信号光，然后该信号光通过每根纤芯分别被导入不同的分纤(参见图3)中，进而分别传递给不同的光谱仪。

但是，现有技术中的该方案，由于合纤中各个纤芯端面的共轭面通过信号光采集光路分别对应不同的待测空间位置，如图4所示，导致多台光谱仪共同测量时的所测空间位置不一致，不能实现真正意义上的空间分辨测量。

发明内容

本发明提供一种空间分辨光谱采集系统，以解决现有技术中多台光谱仪共同测量时，所测空间位置不一致的问题。

为实现所述目的，本申请提供的技术方案如下：

一种空间分辨光谱采集系统，应用于N台光谱仪共同使用时的空间分辨测量，N为大于1的正整数；所述空间分辨光谱采集系统包括：

信号光采集光路，用于采集待测空间位置处的光谱信号；

采集光纤，用于传输所述光谱信号；所述采集光纤为单芯光纤，对于任意形状的入射光场，其出射光场均为接近圆对称的总光强分布；

光纤束，用于将所述采集光纤出射的光谱信号分束导出至N台光谱仪；

光纤接头，用于连接所述采集光纤的出射端和所述光纤束的入射端，使所述采集光纤出射的光谱信号传输到所述光纤束中。

优选的，通过所述光纤接头的连接，所述采集光纤的出射端纤芯端面与所述光纤束的入射端各个纤芯端面均有重叠。

优选的，通过所述光纤接头的连接，所述采集光纤的出射端纤芯端面大于并能覆盖所述光纤束的入射端各个纤芯端面。

优选的，所述信号光采集光路为共轭光学装置，所述待测空间位置作为所述共轭光学装置的物面，所述采集光纤入射端纤芯端面为所述共轭光学装置的像面。

优选的，所述共轭光学装置为：单透镜、透镜组、特定面型反射镜或者反射镜组。

优选的，所述采集光纤的长度大于预设长度；所述预设长度为与所述采集光纤的芯径、数值孔径对应的长度。

本发明提供的该空间分辨光谱采集系统，由于采集光纤为单芯光纤，且对于任意形状的入射光场，其出射光场均为接近圆对称的总光强分布，因此经过光纤束后分束导出至N台光谱仪的光谱信号，均为同一待测空间位置处的光谱信号，可以解决N台光纤光谱仪共同使用时所测量空间位置不一致的问题，确保在使用N台光谱仪共同测量时能实现高可靠性的空间分辨测量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术提供的分束器的结构示意图；

图2是现有技术提供的合纤的端面示意图；

图3是现有技术提供的分纤的端面示意图；

图4是现有技术提供的空间分辨光谱采集系统的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的空间分辨光谱采集系统的结构示意图；

图6是本发明另一实施例提供的空间分辨光谱采集系统的另一结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

本发明提供一种空间分辨光谱采集系统，以解决现有技术中多台光谱仪共同测量时，所测空间位置不一致的问题。

具体的，该空间分辨光谱采集系统，应用于N台光谱仪共同使用时的空间分辨测量，参见图5，该空间分辨光谱采集系统包括：信号光采集光路101、采集光纤102、光纤束103及光纤接头104；N为大于1的正整数；其中：

信号光采集光路101用于采集待测空间位置处的光谱信号；