[发明专利]光谱仪

说明书

本申请提供了一种光谱仪，包括：基板；光源模块，部分位于基板上，光源模块用于发射预定波长范围的光波，以对待测目标进行照射；光收集耦合模块，用于收集包括待测目标的光谱信息的光信号，并耦合至硅基分光模块；硅基分光模块，位于基板上，光收集耦合模块将收集到的光信号耦合至硅基分光模块，硅基分光模块用于对入射的光信号进行光谱分光，且还用于将光谱分光后的光信号转化为电信号；控制与处理模块：位于基板上，控制与处理模块与硅基分光模块的输出端电连接，控制与处理模块用于为硅基分光模块的预定控制电路提供控制电压，还用于对硅基分光模块输出的电信号进行预定处理，预定处理至少包括模数转化。该光谱仪的尺寸较小。

技术领域

本申请涉及光谱仪技术领域，具体而言，涉及一种光谱仪。

背景技术

光谱分析仪作为一种重要的光谱探测感知仪器，被广泛应用于食药检测、医疗诊断、环境勘测和气体分析等领域。传统的光谱仪系统通常是由分立元件和机械部件组成的台式系统，其体积庞大、结构复杂、造价高昂且功耗高，仅适用于在实验室内对待测物进行分析，难以实现便携式应用。

为了扩展应用范围，提高设备的便携性，手持式光谱仪等小型化设备应运而生，此类小型化光谱仪主要通过新型加工技术加工小型化的分立元件和机械部件来实现光谱仪系统的小型化的。然而，随着物联网、可穿戴设备以及智能设备等领域的不断发展，对光谱分析系统的尺寸、集成度、功耗等提出了更高的要求，如需要将光谱仪嵌入各种微型工作平台实现实时线上检测等。

硅光技术以及MEMS技术等的不断发展为此提供了一种解决方案。通过采用微纳加工技术可在芯片级实现传统光谱仪的分析功能，其主要实现方式包括色散型片上光谱分光以及傅里叶变换型片上光谱分光两种。

色散型片上光谱分光主要是通过光栅和波导的色散对不同波长的光进行分光，并获得多个通道的光输出。若想实现高分辨率，会增加器件尺寸，带来大的相位误差，导致器件的信噪比降低。

相对于色散型片上光谱分析仪，傅里叶变换型片上光谱分析仪是通过对不同波长的光进行波分复用，经探测器探测后通过傅里叶逆变换来获得光谱信息的，因此。可以克服高分辨率与高信噪比无法同时实现的问题，相比色散型片上光谱仪更具吸引力。

但是，目前基于这两种光谱分光技术的光谱仪系统需要外接光源以及探测器等，导致整体的光谱仪系统的尺寸还是较大。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种光谱仪，以解决现有技术中光谱仪的尺寸较大，难以实现便携式应用的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种光谱仪，包括：基板；光源模块，部分位于所述基板上，所述光源模块用于发射预定波长范围的光波，以对待测目标进行照射；光收集耦合模块，用于收集包括所述待测目标的光谱信息的光信号，并耦合至硅基分光模块；硅基分光模块，位于所述基板上，所述光收集耦合模块将收集到的光信号耦合至所述硅基分光模块，所述硅基分光模块用于对入射的光信号进行光谱分光，且还用于将所述光谱分光后的光信号转化为电信号；控制与处理模块：位于所述基板上，所述控制与处理模块与所述硅基分光模块的输出端电连接，所述控制与处理模块用于为所述硅基分光模块的预定控制电路提供控制电压，还用于对所述硅基分光模块输出的电信号进行预定处理，所述预定处理至少包括模数转化。