[发明专利]光谱探测装置

权利要求书

1.一种光谱探测装置，包括：

激光源，布置用于发射光束；

聚焦透镜，布置用于将所述光束会聚至待测样品上；

光束收集装置，布置用于收集待测样品被所述光束激发的光束信号以形成收集光束并将该收集光束进行会聚以形成长条形光斑；

狭缝，布置用于接收经过光束收集装置会聚的收集光束并将所述收集光束向光路的下游耦合；

准直装置，布置用于对来自狭缝的收集光束进行准直；

色散装置，布置用于对经过准直装置准直的收集光束进行分色，以形成具有不同波长的多个子光束；

成像装置和阵列式光子探测器，所述成像装置布置用于将所述多个子光束分别成像在所述阵列式光子探测器上，所述阵列式光子探测器用于将成像到其上的多个子光束的光信号转换成电信号，所述电信号用于形成光谱图，

其中，由激光源发出的光束具有矩形的横截面，所述聚焦透镜是柱面透镜，所述长条形光斑照射到狭缝上，且所述长条形光斑的长度小于狭缝的长度以使长条形光斑在长度方向上能够完全落入狭缝，其中，所述色散装置布置成将所述多个子光束在第一方向上分离开，所述阵列式光子探测器具有多列探测单元，其中每列探测单元沿着与第一方向垂直的第二方向布置，且每列探测单元在第二方向上的长度大于或等于狭缝经由成像装置在所述阵列式光子探测器的表面上所成的像的沿着第二方向的高度。

2.根据权利要求1所述的光谱探测装置，其中，所述长条形光斑在宽度方向上完全覆盖所述狭缝。

3.根据权利要求1所述的光谱探测装置，其中，所述长条形光斑沿着第二方向的高度和狭缝沿着第二方向的高度与每列探测单元在第二方向上的长度一致。

4.根据权利要求1所述的光谱探测装置，其中，光谱图中的每条谱线由一列探测单元中的所有探测单元所获得的电信号的叠加输出而生成。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光谱探测装置，其中，所述光束收集装置包括：

第一透镜，布置用于接收来自所述待测样品的光束；

第二透镜，布置用于将该收集光束会聚至所述狭缝上；以及

滤光片，位于所述第一透镜和第二透镜之间，布置用于使收集光束中选定波长范围的光通过而滤除其它波长范围的光。

6.根据权利要求5所述的光谱探测装置，其中，所述聚焦透镜的焦点与所述第一透镜的焦点重合。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的光谱探测装置，其中，所述阵列式光子探测器由二维电荷耦合器件阵列形成。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的光谱探测装置，其中，所述准直装置包括准直透镜或凹面反射镜，所述色散装置包括分色光栅，所述成像装置包括会聚透镜或凹面反射镜。