[发明专利]一种微区重要生物资源像谱分析仪

摘要

本发明公开了一种微区重要生物资源像谱分析仪，该仪器主要由三维电动平台、宽谱物镜、第一宽谱半反半透镜、第二宽谱半反半透镜、中红外光纤耦合镜、中红外光纤、中红外光纤光谱仪、出射圆孔、光纤接口、宽谱光纤、超连续谱激光器、积分球、可见光镜头、彩色可见光面阵传感器、主分析控制器、近红外LCTF、LCTF控制器、无线网络收发器、近红外镜头、近红外面阵传感器、双色片组成。本发明的有益效果是，有可见光段采用彩色面阵探测器，利用三原色得到三个波长的图像，有效减少可见光段多光谱成像的成本；可见光段彩色面阵成像与LCTF近红外多光谱成像采用共轭配置，可方便实现图像配准与信息融合；在中红外段仅采用光谱分析，可节约成本，提高效率；三种像谱手段采用同轴同物镜同时采集，高效准确。

主权项

1.一种微区重要生物资源像谱分析仪，它主要由三维电动平台(1)、宽谱物镜(3)、第一宽谱半反半透镜(4)、第二宽谱半反半透镜(7)、中红外光纤耦合镜(8)、中红外光纤(9)、中红外光纤光谱仪(10)、出射圆孔(12)、光纤接口(13)、宽谱光纤(14)、超连续谱激光器(15)、积分球(16)、可见光镜头(17)、彩色可见光面阵传感器(18)、主分析控制器(19)、近红外LCTF(20)、LCTF控制器(21)、无线网络收发器(22)、近红外镜头(23)、近红外面阵传感器(24)、双色片(6)组成；其特征在于：/n积分球(16)内壁均匀涂覆白色漫反射涂层，用于将进入的光线进行匀光处理，积分球(16)开小孔安装光纤接口(13)，开大孔安装出射圆孔(12)；超连续谱激光器(15)通过宽谱光纤(14)接至光纤接口(13)；超连续谱激光器(15)发出的可见至中红外谱段的超连续谱激光，先进入宽谱光纤(14)传输，然后通过光纤接口(13)，进入积分球(16)内部，经白色漫反射涂层多次反射后，形成匀光超连续谱激光照明源，通过出射圆孔(12)沿照射光轴(11)出射；/n宽谱物镜(3)用于将匀光超连续谱激光束进行聚焦照明至样品架(2)上的重要动植物资源样品(27)上，并收集其后向宽谱反射光；/n可见光镜头(17)用于将重要动植物资源样品(27)的后向可见光部分的反射光成像至彩色可见光面阵传感器(18)；/n近红外LCTF(20)在LCTF控制器(21)的控制下可连续改变通过近红外LCTF(20)的光的波长，然后通过近红外镜头(23)成像至近红外面阵传感器(24)上，从而获取近红外谱段的多光谱图像；/n可见光镜头(17)到双色片(6)的距离L1与近红外镜头(23)至双色片(6)的距离L2相等，且彩色可见光面阵传感器(18)与近红外面阵传感器(24)的像素相同，即可见光与近红外成像满足共轭关系，有利于信息融合；/n中红外光纤耦合镜(8)可将中红外光耦合进中红外光纤(9)，然后进入中红外光纤光谱仪(10)进行中红外光谱分析；/n中红外光轴(5)、照射光轴(11)、近红外光轴(25)、主光轴(26)四者共面，其中中红外光轴(5)与近红外光轴(25)平行，主光轴(26)与照射光轴(11)平行；主光轴(26)与中红外光轴(5)垂直；第一宽谱半反半透镜(4)与第二宽谱半反半透镜(7)平行安装，都与主光轴(26)夹角45度；双色片(6)与第一宽谱半反半透镜(4)垂直安装，且与主光轴(26)夹角45度；/n样品架(2)装在三维电动平台(1)上，可随三维电动平台(1)沿纵横及高度三个方向XYZ做精确平移，从而实现自动对焦及成像区域的拼接；/n主分析控制器(19)内的主机软件可实现系统的人机交互，采集可见光彩色图像、近红外多光谱图像及中红外光谱数据；并构建相对应的数据库，进行数据库的查询和远程传输；实现可见光彩色图像、近红外多光谱图像及中红外光谱信息的融合、分析与分类鉴别；主分析控制器(19)输入输出端口控制程序可实现对中红外光纤光谱仪(10)、三维电动平台(1)、超连续谱激光器(15)、彩色可见光面阵传感器(18)、近红外面阵传感器(24)、LCTF控制器(21)的控制，并接收彩色可见光面阵传感器(18)的输出图像、近红外面阵传感器(24)的输出多光谱图像、中红外光纤光谱仪(10)的光谱数据；并通过无线网络收发器(22)联接海关部门云系统，实现数据库的上传、下载与云端查询。/n