[发明专利]一种微型光纤光谱仪

说明书

本发明公开了一种微型光纤光谱仪，包括盒体、入射狭缝、准直模块、色散模块、聚焦模块、探测模块，所述盒体内部分布着多个螺纹孔和多个凹槽，所述入射狭缝位于盒体下方，所述入射狭缝的轴线延伸交于准直模块上，所述色散模块置于准直模块斜上方，所述聚焦模块处于准直模块上方，所述探测模块安装于聚焦模块的正对面；所述探测模块前镀有膜层；入射光由入射狭缝射入，经准直模块准直射向色散模块，由色散模块衍射后，经过聚焦模块聚焦成像，投射在探测模块上。本发明结构简单模块化，能消除因微型化所带来的二级或多级衍射现象，抗震性能好，适用于户外应用。

技术领域

本发明涉及光学仪器领域，特别是一种微型光纤光谱仪。

背景技术

目前，光谱仪是物理光学检测领域中的一种重要的检测仪器，它的应用十分广泛，光纤光谱仪可应用于LED光源光色分析、光学元件透反射率检测仪、生化过程监控、生物测量、化学分析和识别、浓度测量等等多个领域，考虑到数据测量的方便，微型化、快速化是目前光谱仪器主要发展方向。

所谓的微型化，主要是指光谱仪器体积小、便于携式、便于现场检测，特别是野外检测。所谓的快速化，主要是指检测速度快，特别是在工业自动化生产等领域的实时检测。但是，由于将光纤光谱仪微型化，使光谱仪的空间受到限制，光学元件的结构简化，分辨率极易下降，且容易产生二级衍射或者多级衍射现象，抗震性差，从而影响微型化的光谱仪的工作性能和降低检测数据的准确性，也不适合外出现场检测。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种微型光纤光谱仪，使光谱仪在微型化后工作性能和准确性得到保证。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

一种微型光纤光谱仪，包括盒体、入射狭缝、准直模块、色散模块、聚焦模块、探测模块，所述盒体内部分布着多个螺纹孔和多个凹槽，所述准直模块、色散模块、聚焦模块和探测模块安装于盒体内部，位于螺纹孔与凹槽之间；所述入射狭缝位于盒体下部；所述入射狭缝的轴线延伸交于准直模块上，所述色散模块置于准直模块斜上方，所述聚焦模块处于准直模块上方，所述探测模块安装于聚焦模块的正对面；所述探测模块前安装有用于增强光的透过性的保护窗，保护窗上镀有膜层；入射光通过入射狭缝射入，经准直模块准直射向色散模块，由色散模块衍射后，经过聚焦模块聚焦成像，投射在探测模块上。

进一步，所述螺纹孔包括小螺纹孔和大螺纹孔，所述大螺纹孔有八个，所述小螺纹孔有八个；所述盒体的每个角分别置有一个小螺纹孔和一个大螺纹孔。

此外，所述凹槽包括第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽和第五凹槽；所述第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽垂直于盒体的盒顶面，刻于盒体的盒顶面的下方；所述第四凹槽和第五凹槽垂直于盒体的盒底面，刻于盒体的盒底面的上方，第四凹槽位于第一凹槽的正下方，第五凹槽位于第三凹槽的正下方。

此外，所述凹槽还包括第六凹槽，所述第六凹槽位于准直模块与聚焦模块之间。

优选地，所述入射狭缝刻于光纤芯上，其宽度为5um、10um、25um、50um、100um或200um。

进一步，所述入射狭缝和凹槽通过激光雕刻形成。

优选地，所述探测模块为具有电子快门功能的3648像素CCD探测器。

进一步，所述保护窗以透过率波段为180－2500nm的深紫外石英玻璃作为基底；所述膜层是透过率波段为透过波长段为500－1100nm的长通滤波片。

本发明的有益效果是：本发明采用的一种微型光纤光谱仪，将大型的光谱仪结构简化且模块化，保留光谱仪最核心的元件，从而实现光谱仪的微型化；通过在微型光纤光谱仪增加多个螺纹孔和凹槽，增强光谱仪的避震性能，结合模块化元件的位置与角度，使光线在盒体内传播路径不相交不重叠，在CCD探测器前增加保护窗和膜层，减少因光谱仪微型化所带来的二级衍射或者多级衍射现象的影响，提高光谱仪的工作性能和检测数据的准确性。