[发明专利]光谱仪设备和用于制造光谱仪设备的方法

说明书

本发明涉及一种光谱仪设备（1a），其具有：光学干涉滤光器（2），所述光学干涉滤光器被构造为：在入射光线（L）穿过所述光学干涉滤光器（2）时对所述入射光线的特定的波长范围进行滤波；探测装置（3），所述探测装置被构造为探测经滤波的光线（L）；和聚焦装置（4a），所述聚焦装置具有反射表面（5），其中所述聚焦装置（4a）被构造为：通过在所述表面（5）上的反射来使所述经滤波的光线（L）聚焦到所述探测装置（3）上。

技术领域

本发明涉及一种光谱仪设备和一种用于制造光谱仪设备的方法。本发明尤其涉及一种设计成法布里-珀罗干涉仪的光谱仪设备。

背景技术

光学光谱仪用于通过研究光谱来分析光线。从DE 196 81 285 T1公知一种用于红外显微光谱仪的附加仪器。尤其在该文献中公开了一种内部反射元件，该内部反射元件降低了通过物镜的光学设计来控制入射辐射的角度的必要性。DE 10 2005 055 860 B3公开了一种带有凹面镜的气体传感装置，该凹面镜由外壳的反射性内壁形成，而且保证了光输出增加。

光线的光谱分量可以借助于干涉仪和探测装置来确定。在这种情况下使用的光学干涉滤光器具有取决于入射角的透射特性。所透射的中心波长尤其取决于光线的入射角。光线相对于垂直线而言的入射角越大，所透射的中心波长就偏移得越多。因而，为了通过光谱元件透射的光的良好的分辨率或半值宽度，需要限制探测器所检测的角度范围。对该角度范围的可能的限制可借助于孔径来实现，如从WO 17057372 A1中公知。替选地，可以使用透镜，这些透镜将光线以同一入射角投射到焦平面内的相同的位置。通过适当地选择探测器的尺寸，仅探测来自所希望的入射角区间的光。从US 2016/0112776 A1公知这样的装置。

发明内容

本发明提供了一种具有专利权利要求1的特征的光谱仪设备和一种具有专利权利要求11的特征的用于制造光谱仪设备的方法。

优选的实施方式是相应的从属权利要求的主题。

因此，按照第一方面，本发明涉及一种光谱仪设备，该光谱仪设备具有光学干涉滤光器、探测装置和聚焦装置。光学干涉滤光器被构造为：在入射光线穿过该光学干涉滤光器时对入射光线的特定的波长范围进行滤波。探测装置被构造为探测经滤波的光线。聚焦装置具有反射表面，并且被构造为：通过在该表面上的反射来使经滤波的光线聚焦到探测装置上。

因此，按照第二方面，本发明涉及一种用于制造光谱仪设备的方法。提供光学干涉滤光器，该光学干涉滤光器被构造为：在入射光线穿过该光学干涉滤光器时对入射光线的特定的波长范围进行滤波。还提供探测装置，该探测装置被构造为探测经滤波的光线。最后提供聚焦装置，该聚焦装置具有反射表面。聚焦装置、探测装置和光学干涉滤光器相对于彼此被布置为使得聚焦装置将经滤波的光线聚焦到探测装置上。

本发明的优点

按照本发明的光谱仪设备的特点在于：该光谱仪设备可以非常紧凑地被建造，也就是说可具有非常小的结构高度。原因在于：可以省去附加的透镜元件，而且通过聚焦装置的反射表面来使经滤波的光线聚焦，该聚焦装置可以被设计得具有微小的结构高度或在入口孔径大的情况下具有微小的结构高度。此外，可以使用在良好的入射角限制的情况下入口孔径大的光学干涉滤光器。由此，总体上可以实现该光谱仪设备的高光效率和良好的信噪比。 由于角度限制、也就是说对所探测的入射角范围的限制被改善，也可以实现高分辨率。

使用反射表面相对于使用透镜而言的另一优点在于：反射表面、比如金属镜面的色差实际上可忽略不计。由此，能够确保在宽的波长范围内以高质量来限制入射角。此外，反射表面的吸收显著低于透镜元件的吸收，透镜元件的吸收在特定的波长范围内视透镜材料而定可能是显著的。由此，通过使用反射表面可以探测尽可能多的光。

此外，该光谱仪设备的所使用的组件能以微小的调整花费来组装，使得制造成本可以保持得低。

最后，能够使用小且成本低廉的探测装置，而不减少光输出。因此，尽管光效率高，仍可以同时降低成本。