[发明专利]一种提高光学信号信噪比的装置

说明书

本发明涉及光学检测技术领域，公开了一种提高光学信号信噪比的装置，包括：装置壳体，所述装置壳体设置在待测样品的表面，在所述装置壳体的内部构造有光学漫反射空间，在所述装置壳体上分别构造有入射光通路和出射光通路，其中，所述入射光通路与所述出射光通路呈间隔式设置；以及反射器件，所述反射器件设置在所述装置壳体的内部。该装置能够抑制光在入射样品表面的干涉现象、具有增强入射样品的光强度、扩大光在样品表面的入射范围、降低样品不均匀造成的干扰、增加被测对象的光学吸光度，提高检测系统的信噪比的优点。

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，特别是涉及一种提高光学信号信噪比的装置。

背景技术

采用光学方法对散射样品或者浑浊介质进行测量时，尤其是在窄带光学方法的测量过程中，往往存在很多干扰因素，其中光的干涉效应是光学系统的重要干扰因素。干涉的存在使测量系统检测到的信号受波长变化影响较大，这大大降低了系统的灵敏性和稳定性，例如可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)在对微量气体进行吸收测量的过程中，干扰会限制气体吸收的检测限。另外，测量样品的不均匀度也会影响测量系统的准确度，因此，对于不均匀的样品，简单的增加光源强度和探测器的灵敏度还是不够的，还应该扩大待测样品的数量以平均其不均匀性，从而提高系统信噪比。因此，入射光强度低、干涉、样品不均匀是需要克服的，造成系统信噪比低的重要因素。

通常的情况，为了提高检测系统的信噪比，往往采用的方法是提高光源的强度，增加样品中入射光的能量，但是现实情况是光源的能量不能无限制的提高，同时，样品对高能量光源的光稳定性和热稳定性往往也会限制入射光的光强。另外的方法就是对系统进行特殊的设计，以抑制光的干涉作用，包括涂防反射涂层、器件设置在干涉免疫距离、机械抖动和平衡检测等，但是，即使是在系统上做了改进，样品内部及入射光在样品界面产生的干涉条纹也往往很难处理或抑制。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种提高光学信号信噪比的装置，以至少解决现有技术中的增强入射样品的光强度、扩大光在样品表面的入射范围、降低样品不均匀造成的干扰、减小光学干涉干扰以及提高检测系统的信噪比的技术问题之一。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种提高光学信号信噪比的装置，包括：装置壳体，所述装置壳体设置在待测样品的表面，在所述装置壳体的内部构造有光学漫反射空间，在所述装置壳体上分别构造有入射光通路和出射光通路，其中，所述入射光通路与所述出射光通路呈间隔式设置或呈重叠式设置；以及漫反射器件，所述漫反射器件设置在所述装置壳体的内部

其中，所述入射光通路设置在所述装置壳体的顶端，所述出射光通路设置在所述装置壳体的侧壁上。

其中，所述漫反射器件包括漫反射涂层或漫反射镜阵。

其中，所述漫反射涂层设置在所述装置壳体的内轮廓面。

其中，所述装置壳体的内轮廓形状为半球形、锥体形、圆柱形和金字塔形之一。

其中，在所述入射光通路前端安装有激光准直装置，在所述出射光通路的前端安装有光纤辅助收集结构。

其中，所述光纤辅助收集结构包括余弦校正器和菲涅尔透镜，其中，所述余弦校正器设置在所述菲涅尔透镜的前端，所述菲涅尔透镜设置在所述出射光通路的前端。

其中，所述装置还包括入射光纤和出射光纤，其中，所述入射光纤的第一端露至在所述装置壳体的外部，所述入射光纤的第二端插入到所述入射光通路的内部；所述出射光纤的第一端露至在所述装置壳体的外部，所述出射光纤的第二端插入到所述出射光通路内。