[发明专利]一种基于DLP技术的傅里叶变换光谱仪

说明书

本发明涉及一种基于DLP技术的傅里叶变换光谱仪，属于光学物质测量技术领域。包括光源、第一透镜、第一DMD芯片、分光补偿模块、平面反射镜、倾角反射镜、第二透镜、光电探测器、模数转换器和控制处理器；光源发出的入射光能够依次经第一透镜透射、第一DMD芯片反射到达分光补偿模块处，该分光补偿模块用于无色散地将入射光分为两束分光，其中一束分光能够依次经平面反射镜、分光补偿模块、第二透镜的反射或透射到达光电探测器处，另一部分能够依次经倾角反射镜、分光补偿模块、第二透镜的反射或透射到达光电探测器处。本发明能够获得准确清晰的光谱图，提高最终光谱仪的测量精度。

技术领域

本发明涉及一种基于DLP技术的傅里叶变换光谱仪，属于光学物质测量技术领域。

背景技术

傅里叶光谱仪是基于对干涉后的明暗相间的干涉图像进行傅里叶变换为光谱图的原理而开发的光谱仪，可以对样品进行定性和定量分析，广泛应用于医药化工、冶金、地矿、石油、煤炭、环保、海关、宝石鉴定、刑侦鉴定等领域。

一篇名为“一种基于DLP技术的傅里叶变换光谱仪”的中国实用新型专利(授权公告号为CN207881838U)公开了一种基于DLP技术的傅里叶变换光谱仪，具体包括狭缝、准直透镜、分光镜、固定反射镜、透镜、光电探测器、A/D转换器、DMD芯片、DMD控制器和控制终端；入射光从狭缝射入，准直透镜和分光镜沿光路顺序依次设置。该现有技术使用DMD芯片代替传统光谱仪中的平面反射镜，通过控制DMD芯片单列微镜的摆动，分光镜分出的一束分光经DMD芯片的调控，只反射回一列线形光，该线形光最终与分光镜分出的另一束光在光电探测器处相遇并发生干涉，光电探测器接收该干涉信号，经模数转换和傅里叶变换处理，最终生成了用于表征物质组分的光谱图。

上述现有技术至少存在三点技术缺陷，使其并不能很好地在实际中得到应用，具体为：

1、该现有技术只适用于激光光源，在直接使用包含有较宽波段的光源(如可见光波段、近红外波段等)作为其探测光源时，由于替换的光源相干性不高，会发生严重的色散现象，严重影响干涉图像的清晰度，从而导致无法获得准确清晰的光谱图；

2、该现有技术中的DMD芯片安装位置倾斜，存在多列反光位置，因此与固定反射镜的反光位置相对于分光镜不能严格共轭，影响干涉图像的清晰度，进而无法获得准确清晰的光谱图；

3、该现有技术中使用原始光和经DMD芯片筛选的一列线形光在光电探测器处进行干涉，由于光电探测器的最佳响应区间是固定的，而该现有技术中原始光携带了大量与最终干涉无关的干扰光，增加了干涉图样的背景光强度，严重影响光电探测器对干涉图样的采集，进而无法获得准确清晰的光谱图。

因此，目前亟需一种能够获得准确清晰的光谱图的基于DLP技术的傅里叶变换光谱仪。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于DLP技术的傅里叶变换光谱仪，以解决现有技术无法获得准确清晰的光谱图的问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种基于DLP技术的傅里叶变换光谱仪，包括光源、第一透镜、第一DMD芯片、分光补偿模块、平面反射镜、倾角反射镜、第二透镜、光电探测器、模数转换器和控制处理器；

光源发出的入射光能够依次经第一透镜透射、第一DMD芯片反射到达分光补偿模块处，该分光补偿模块用于无色散地将入射光分为两束分光，其中一束分光能够依次经平面反射镜、分光补偿模块、第二透镜的反射或透射到达光电探测器处，另一束分光能够依次经倾角反射镜、分光补偿模块、第二透镜的反射或透射到达光电探测器处；

倾角反射镜的镜面方向与入射向其镜面的光路方向呈设定角度，用于使两束分光形成光程差；

控制处理器通过模数转换器与光电探测器连接，用以获取干涉图像；

控制处理器还与第一DMD芯片连接，用以控制微镜阵列的摆动。