[发明专利]量子点阵列光谱传感器

说明书

本发明公开了一种量子点阵列光谱传感器，其包括：量子点胶体阵列薄膜和阵列光电探测器；所述量子点胶体阵列薄膜用于承载量子点胶体阵列；所述量子点胶体阵列包括多个量子点胶体单元，其中至少有一量子点胶体单元的吸收或透射光谱不同于其他量子点胶体单元；所述量子点胶体阵列薄膜承载有量子点胶体阵列的一面与阵列光电探测器的感光面相对设置；待测光谱的被测光照射至量子点胶体阵列薄膜后，穿过量子点胶体阵列的透射光被感光面探测到。本发明通过量子点胶体阵列和阵列光电探测器的配合，实现测量带宽大、波长分辨率高、弱光灵敏度好的效果，从而大幅改善现有仪器的性能。

技术领域

本发明涉及一种光谱探测传感器，具体涉及一种量子点阵列光谱传感器。

背景技术

量子点阵列光谱传感器是一种用于测量紫外-可见光-红外波段内光谱的传感器。现有市场上的光谱测量仪器主要分为两类，一类基于色散的原理，利用光栅等色散光学元件将被测光中不同的波长成分在空间上分开，再利用光电传感器测量每种波长成分的光强度，从而得到被测光的光谱信息，如图1所示，被测光11先通过反射镜12反射到光栅13上，光栅13将被测光11中不同的波长成分在空间上分开，再由反射镜14反射到光电传感器15上，最后利用光电传感器测量每种波长成分的光强度，从而得到被测光11的光谱信息。另一类基于光学干涉原理，利用光学薄膜、标准具等干涉光学元件，形成一系列窄带光学滤波器，只允许被测光中特定的波长成分穿过滤波器，再用光电传感器测量其强度，通过扫描光学薄膜或标准具的透射光波长，可以获得被测光的完整光谱信息。其结构如图2所示，被测光21经过形成有锥形腔23的介质镜(介质镜可理解成被锥形腔23分成上介质镜22和下介质镜24，或者说相互独立的上介质镜22和下介质镜24之间形成锥形腔23)增透后由窄带光学滤波器25将允许穿过特定的波长成分通过光电传感器26测量强度。

基于色散原理的光谱测量仪器，由于不同波长成分的光需要传输一定距离后才能发生明显的分离，因此其尺寸受到有效光程的限制，难以实现微型化；对于基于窄带光学滤波器的光谱测量仪器，其光谱测量范围受到滤波器动态范围限制，难以实现高带宽的光谱测量，且被测光中大部分能量被窄带滤波器阻挡，因此也难以实现低功率下的光谱测量。

发明内容

针对上述不足，本发明的目的在于提供一种量子点阵列光谱传感器，其通过量子点胶体阵列和阵列光电探测器的配合，实现测量带宽大、波长分辨率高、弱光灵敏度好的效果，从而大幅改善现有仪器的性能。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种量子点阵列光谱传感器，其包括：量子点胶体阵列薄膜和阵列光电探测器；

所述量子点胶体阵列薄膜用于承载量子点胶体阵列；所述量子点胶体阵列包括多个量子点胶体单元，其中至少有一量子点胶体单元的吸收或透射光谱不同于其他量子点胶体单元；

所述量子点胶体阵列薄膜承载有量子点胶体阵列的一面与阵列光电探测器的感光面相对设置；待测光谱的被测光照射至量子点胶体阵列薄膜后，穿过量子点胶体阵列的透射光被感光面探测到。

作为一种实施方式，所述感光面的数量不小于量子点胶体单元的数量，每个量子点胶体单元均对应一个感光面，被测光穿过每个量子点胶体单元形成的透射光投影到对应的感光面上。

作为另一种实施方式，所述量子点胶体单元的数量不小于感光面的数量，每个感光面均对应一个量子点胶体单元，感光面用于探测其对应量子点胶体单元被穿过的透射光。

作为一种优选的实施方式，所述感光面和量子点胶体单元一一对应，每个量子点胶体单元均对应一个感光面，被测光穿过每个量子点胶体单元形成的透射光投影到对应的感光面上。

优选地，不同的量子点胶体单元的吸收或透射光谱均不相同。

优选地，量子点胶体阵列的吸收或透射光谱覆盖从紫外波段到红外波段。