[发明专利]基于MEMS微镜阵列的微型光谱仪

摘要

本发明提出一种基于MEMS微镜阵列的微型光谱仪，包括分光成像、MEMS扫描微镜阵列、光谱信号获取与处理三部分；分光成像部分包括狭缝和平场凹面光栅，MEMS扫描微镜阵列部分包括微镜阵列器件和微镜控制电路模块，光谱信号获取与处理部分由一个单管探测器和光谱信号采集与处理电路组成。由狭缝发出的光线经过平场凹面光栅分光成像于MEMS微镜阵列上，通过MEMS微镜阵列的扫描反射到位于微镜公共光扫描空间的单管探测处。本发明采用小面积微镜阵列扫描光谱，微镜驱动电压低，无需角度检测装置，简化了系统结构，减小系统体积，提升了精度，使性能更稳定，可用于便携式仪器的在线检测。

主权项

1、基于MEMS微镜阵列的微型光谱仪，其特征在于，它包括分光成像、MEMS扫描微镜阵列、光谱信号获取与处理三部分；其中，所述分光成像部分包括狭缝和平场凹面光栅，狭缝位于平场凹面光栅的正前方，经过狭缝的光束入射到平场凹面光栅上，所述狭缝的宽度根据光谱的波长范围及分辨率进行调整确定；所述平场凹面光栅进行光谱的分光成像，通过选择具有不同工作波段的平场凹面光栅达到扩展光谱范围的要求；所述MEMS扫描微镜阵列部分包括微镜阵列器件和微镜控制电路模块，所述MEMS微镜阵列器件布置在平场凹面光栅的像面位置，并由微镜控制电路模块控制依次改变每个微镜单元的状态，对各个不同波长的光谱像元进行依次反射扫描；所述光谱信号获取与处理部分由一个单管探测器和光谱信号采集与处理电路组成，所述单管探测器布置在MEMS微镜阵列器件的公共光扫描空间；光谱信号采集与处理电路在得到由微镜控制电路模块发出反射扫描微镜的位置信号、扫描次数信号以及同一时间段内单管探测器本身响应的光强信号之后，进行连续光谱信号的识别，经过处理后得到准确的连续光谱信息。