[发明专利]光谱仪

说明书

本发明提供一种光谱仪，包括：发射系统，包括：控制装置，用于产生与多个待测波段一一对应的多个波长编码数据；光源，用于发出光源光，所述光源光包括所述多个待测波段的光束，并且不同待测波段的光源光光束之间在空间上相互分离；以及调制装置，具有多个调制子区域，多个调制子区域根据对应波长编码数据调制对应待测波段的光源光并得到具有对应波长编码数据信息的第一检测光，所述第一检测光沿第一方向传输并照射至待测目标表面；以及接收系统，用于根据第一目标光的光强随时间变化的关系，以及所述多个波长编码数据，确定接收到的第一目标光包括的各个待测波段的光束，以及待测目标对不同待测波段的光束的吸收特性及/或反射特性。

技术领域

本发明涉及光谱分析检测技术领域，尤其涉及一种光谱仪。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的具体实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

光谱仪能够将复合光分离成窄光谱，通过测量目标光(如物体的自发光或者反射光)的光谱特性，确定被测物体的成分等信息。根据光谱仪所采用的分解光谱的原理，可以将其分成两大类：基于空间色散的经典光谱仪和基于调制原理的调制光谱仪。经典光谱仪包括例如棱镜光谱仪、衍射光栅光谱仪、干涉光谱仪等；调制光谱仪包括例如傅里叶变换光谱仪、阿达玛变换光谱仪、栅栏调制光谱仪等。

目前，光谱仪被广泛应用于生物化学、食品卫生、环境检测和空间探测等领域。近年来，随着生活水平的提高，人们对食品安全愈发重视，光谱仪能够实现对水果蔬菜表面残留农药的检测，从便携的角度考虑，需要光谱仪的体积尽可能小。然而，体积减小的同时往往难以顾及检测精度，因此，一种尺寸小、检测精度高的便携式光谱仪亟需研究。

发明内容

本发明提供一种光谱仪，包括：发射系统，包括：

发射系统，包括：控制装置，用于产生与多个待测波段一一对应的多个波长编码数据；光源，用于发出光源光，光源光包括多个待测波段的光束，并且不同待测波段的光源光光束之间在空间上相互分离；以及调制装置，包括包含多个微反射镜的微镜阵列，具有多个调制子区域，每个调制子区域与一待测波段以及一波长编码数据对应，多个调制子区域根据对应波长编码数据调制对应待测波段的光源光并得到具有对应波长编码数据信息的第一检测光，从而实现调制装置对光源光的编码，第一检测光沿第一方向传输并照射至待测目标表面；以及接收系统，用于根据待测目标出射的包括反射后的第一检测光的第一目标光的光强随时间变化的关系，以及多个波长编码数据，确定接收到的第一目标光包括的各个待测波段的光束，以及待测目标对不同待测波段的光束的吸收特性及/或反射特性。

在一种实施方式中，控制装置还用于产生与多个待测波段一一对应的多个校验数据；多个调制子区域还根据对应波长编码数据调制对应待测波段的光源光并得到具有对应校验数据信息的第二检测光，从而实现调制装置对光源光的编码，第二检测光沿第二方向传输并照射至待测目标表面；以及接收系统还根据待测目标出射的包括反射后的第二检测光的第二目标光的光强随时间变化的关系，以及多个校验数据，确定接收到的第二目标光包括的各个待测波段的光束，以及待测目标对不同待测波段的光束的吸收特性及/或反射特性。

在一种实施方式中，波长编码数据为二进制数据，校验数据根据对应波长编码数据的各位数据取反得到。

在一种实施方式中，每个波长编码数据具有多个数据位，调制装置在每个调制子区域中设置有至少一个微反射镜，每个调制子区域中的至少部分调制单元依序根据对应波长编码数据的每个数据位的数值控制出射对应待测波段的第一检测光和第二检测光的比例。若每个调制子区域采用不同数量微反射镜，则进一步对待测波段进行光强编码，有利于提高接收系统对光束波段的识别效率以及准确度。

在一种实施方式中，调制单元为具有多个稳态的微反射镜，微反射镜处于不同稳态时出射的对应待测波段的第一检测光的比例不同，并且微反射镜处于不同稳态时出射的对应待测波段的第二检测光的比例不同，每个调制子区域中的微反射镜依序根据对应波长编码数据中的每个数据位的数值处于对应稳态。