[发明专利]一种纳米孔光谱传感系统及光谱仪

说明书

本发明涉及一种纳米孔光谱传感系统及光谱仪。所述纳米孔光谱传感系统，包括：基底、薄膜、面阵探测器和纳米孔单元；所述面阵探测器的上表面设置所述基底，所述基底的上表面设置所述薄膜，所述薄膜上开设有多个纳米孔单元；每个所述纳米孔单元均包括多个纳米孔，所述纳米孔单元内的纳米孔的孔径相等，一个所述纳米孔单元内的纳米孔对应一个设定谐振波长值。本发明通过在基底上表面的薄膜上设置纳米孔提升了器件表面机械性能，纳米孔单元和基底共同组成分光系统，并与面阵探测器集成缩小光谱传感系统的体积，进而减小光谱仪的体积，实现光谱仪小型化。

技术领域

本发明涉及光谱测量领域，特别是涉及一种纳米孔光谱传感系统及光谱仪。

背景技术

传统光谱仪主要由光源照明系统、分光系统、探测接收系统、传输存储系统和显示系统组成。其中最关键的部件为分光系统，根据分光原理的不同可以分为光栅光谱仪、棱镜光谱仪和干涉光谱仪。

传统光谱仪中的分光系统一般采用光栅、棱镜或者干涉光路制成，而且光栅、棱镜等色散元件小型化困难，因此传统光谱仪体积较大不宜使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米孔光谱传感系统及光谱仪，以缩小光谱传感系统的体积，进而减小光谱仪的体积，实现光谱仪小型化。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种纳米孔光谱传感系统，包括：基底、薄膜、面阵探测器和纳米孔单元；所述面阵探测器的上表面设置所述基底，所述基底的上表面设置所述薄膜，所述薄膜上开设有多个所述纳米孔单元；每个所述纳米孔单元均包括多个纳米孔，所述纳米孔单元内的纳米孔的孔径相等，一个所述纳米孔单元内的纳米孔对应一个设定谐振波长值。

可选的，每个所述纳米孔单元内的多个所述纳米孔均阵列式排布；每个所述纳米孔单元内的两个相邻的所述纳米孔的边缘距离小于对应的设定谐振波长值。

可选的，每个所述纳米孔单元的尺寸均大于第一设定尺寸值；所述纳米孔单元的尺寸为每个所述纳米孔单元内的边缘纳米孔围成的区域的面积；所述第一设定尺寸值为所有所述纳米孔单元中孔径最大的所述纳米孔对应的设定谐振波长值的10倍。

可选的，所述纳米孔单元之间的边界距离大于所有所述纳米孔单元中孔径最大的所述纳米孔对应的设定谐振波长值的10倍。

可选的，所述基底和所述薄膜均为全电介质材料。

可选的，所述纳米孔光谱传感系统，还包括：连接部，所述面阵探测器与所述基底通过所述连接部连接。

可选的，所述连接部为光学介质。

可选的，所述面阵探测器为电荷耦合器件图像传感器或者互补金属氧化物半导体传感器。

一种光谱仪，包括：光束准直系统、数据存储处理系统、显示系统和上述所述的纳米孔光谱传感系统；所述纳米孔光谱传感系统中的薄膜的上表面设置所述光束准直系统；所述纳米孔光谱传感系统中的面阵探测器与所述数据存储处理系统连接；所述数据存储处理系统与所述显示系统连接。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：通过在基底上表面的薄膜上设置纳米孔来提升光谱传感系统的微型化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例纳米孔光谱传感系统的结构示意图；

图2为本发明实施例纳米孔光谱传感系统的侧视图；

图3为本发明实施例光谱仪的结构示意图。