[发明专利]基于虚拟狭缝技术的微型固化近红外光谱仪

摘要

本发明涉及光谱分析仪器技术领域，为提供一种基于虚拟狭缝技术的微型固化近红外光谱仪，增大狭缝处的光通量，提高信噪比，突破信噪比和光谱分辨率之间的相互限制；实现微型固化，提高稳定性，为此，本发明采取的技术方案是，基于虚拟狭缝技术的微型固化近红外光谱仪，包括：狭缝(8)，准直透镜(9)，衍射光栅(10)，第四会聚透镜(11)，数字微镜元件DMD(12)，数字微镜元件控制器(13)，第五会聚透镜(14)，单点式探测器(15)，放大器(16)，模数转换器(ADC)(17)，计算机(18)；此外还包括采样模块。本发明主要应用于光谱分析。

主权项

一种基于虚拟狭缝技术的微型固化近红外光谱仪，其特征是，包括：狭缝(8)，准直透镜(9)，衍射光栅(10)，第四会聚透镜(11)，数字微镜元件DMD(12)，数字微镜元件控制器(13)，第五会聚透镜(14)，单点式探测器(15)，放大器(16)，模数转换器ADC(17)，计算机(18)；此外还包括采样模块，采样模块使用透射采样方式并包括：光源(1)，抛物面反射镜(2)，第一会聚透镜(3)、第二会聚透镜(4)，柱面会聚透镜(5)，样品池(6)，第三会聚透镜(7)；由光源(1)产生近红外光束；抛物面反射镜(2)对近红外光束进行离轴反射，产生平行光束；第一会聚透镜(3)、第二会聚透镜(4)组合调节近红外光束的直径，与狭缝(8)高度相匹配；柱面会聚透镜(5)将圆状近红外光束会聚成线状光束，与线状狭缝(8)相匹配，实现虚拟狭缝的设置，减小狭缝(8)对近红外光束的限制，增大狭缝(8)处近红外光束的光通量；样品池(6)放置待测样品，收集透射近红外光束；第三会聚透镜(7)将样品池(6)处的线状入射光斑成像在狭缝(8)处，样品池(6)和狭缝(8)呈物像共轭关系；狭缝(8)限制近红外光束通过的尺寸；准直透镜(9)对通过狭缝(8)的近红外光束进行准直；衍射光栅(10)通过衍射作用对近红外光束进行分光；第四会聚透镜(11)将经过衍射光栅(10)分光的近红外光束按不同波长入射到数字微镜元件DMD(12)微镜面的不同位置；数字微镜元件DMD(12)对已分光的近红外光束进行谱面分割；数字微镜元件控制器(13)通过阿达玛变换算法控制数字微镜元件DMD(12)各个微镜的偏转；第五会聚透镜(14)将数字微镜元件DMD(12)的微镜面成像在单点式探测器(15)的探测面上，数字微镜元件DMD(12)和单点式探测器(15)呈物像共轭关系；单点式探测器(15)将近红外光信号转换成电信号；放大器(16)将电信号放大；模数转换器ADC(17)将模拟电信号转换成数字信号；计算机(18)进行系统控制和数字信号处理。