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原文传递光学模块

专利名称：	光学模块
摘要：	一种用于拉曼光谱分析的光学模块(200)。光学模块包括：安装在基板(202)上并被配置为向目标(204)发射电磁辐射(203)的激光源(201)；安装在基板(202)上并被配置为检测从目标(204)散射的电磁辐射(207)的多个传感器(206)；以及设置在多个传感器(206)中的一个或多个传感器上方的第一滤光器(208)，其中，第一滤光器(208)对于与目标(204)的第一分子的拉曼散射波长对应的第一波长带实质透明，对于第一波长带之外的波长不透明。
专利类型：	发明专利
申请人：	ams传感器德国有限公司
发明人：	E·J·娄斯;P·伦琴;R·维尔杜尔德
专利状态：	有效
申请日期：	2022-03-30T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-14T00:00:00+0800
申请号：	CN202280024203.7
公开号：	CN117063060A
代理机构：	北京市柳沈律师事务所
代理人：	邓亚楠
分类号：	G01N21/65;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/65
申请人地址：	德国耶拿
主权项：	1.一种用于拉曼光谱分析的光学模块(200)，包括：激光源(201)，安装在基板(202)上并被配置为向目标(204)发射电磁辐射(203)；多个传感器(206)，安装在所述基板(202)上并被配置为检测从所述目标(204)散射的电磁辐射(207)；以及第一滤光器(208)，设置在所述多个传感器(206)中的一个或多个传感器上方，其中，所述第一滤光器(208)对于与所述目标(204)的第一分子的拉曼散射波长对应的第一波长带实质透明，对于所述第一波长带之外的波长不透明。 2.根据权利要求1所述的光学模块(200)，包括设置在所述多个传感器(206)中的一个或多个传感器上方的第二滤光器(209)，其中，所述第二滤光器(209)对于与所述目标(204)的第二分子的拉曼散射波长对应的第二波长带实质透明，对于所述第二波长带之外的波长不透明。 3.根据权利要求2所述的光学模块(200)，包括安装在所述基板(200)上的集成电路(202a)。 4.根据权利要求3所述的光学模块(200)，其中，所述集成电路(202a)被配置为控制所述激光源(201)向所述目标(204)发射调制的电磁辐射，以及解调从所述目标(204)散射的检测到的电磁辐射。 5.根据权利要求4所述的光学模块(200)，其中，所述集成电路是专用集成电路(202a)，并包括所述多个传感器(206)、所述第一滤光器(208)和所述第二滤光器(209)。 6.根据权利要求5所述的光学模块(200)，其中所述专用集成电路(202a)还包括锁相环检测电路、信号放大电路和激光源驱动电路。 7.根据上述权利要求中任一项所述的光学模块(200)，包括位于从所述激光源(201)到所述目标(204)的光路中的透镜(210)，所述透镜(210)被配置为将从所述激光源(201)发射的电磁辐射(207)聚焦到所述目标(204)的真皮层(204c)中的相应深度(211)处的一个或多个焦点上。 8.根据权利要求7所述的光学模块(200)，其中，所述透镜(210)位于从所述目标(204)到所述多个传感器(206)的所述光路之外。 9.根据权利要求7或8所述的光学模块(200)，其中，所述激光源(201)被定位成与所述基板(202)上的所述多个传感器(206)间隔开，并被配置为沿不垂直于所述基板(202)的平面的方向从所述光学模块(200)向所述目标(206)发射电磁辐射。 10.根据权利要求7所述的光学模块(200)，其中，所述透镜(210)位于从所述目标(204)到所述多个传感器(206)的所述光路中。 11.根据权利要求10所述的光学模块(200)，其中，所述光学模块(200)包括位于从所述目标(204)到所述多个传感器(206)的所述光路中的多个反射器(214)，所述反射器(214)被配置为将从所述目标(204)散射的电磁辐射(207)通过所述第一滤光器(208)和所述第二滤光器(209)引导至所述多个传感器(206)。 12.根据权利要求1或2所述的光学模块(200)，包括安装在所述基板(202)上的多个所述激光源(201)。 13.根据权利要求12所述的光学模块(200)，包括多个透镜(206)，所述多个透镜位于所述激光源(201)的相应光路中，并被配置为将来自所述激光源(201)的发射的电磁辐射(203)聚焦到所述目标(204)的真皮层(204c)中的多个深度(211)处的一个或多个焦点上。 14.根据权利要求2-13中任一项所述的光学模块(200)，其中，对于所述第一波长带和所述第二波长带之外的波长，所述第一滤光器(208)和所述第二滤光器(209)分别具有在10-12之间的光密度值。 15.根据权利要求2-14中任一项所述的光学模块(200)，其中，由所述激光源发射的所述电磁辐射(203)的波长在600-785nm之间；其中，所述第一滤光器(208)对于与OH分子的拉曼散射波长对应的波长带是透明的；以及其中，所述第二滤光器(209)对于与CH3分子的拉曼散射波长对应的波长带是透明的。 16.一种确定目标的第一已知分子和第二已知分子的相对浓度的方法(800)，所述方法包括：利用安装在基板上的激光源向目标发射(801)电磁辐射；利用安装在所述基板上的多个传感器检测(802)从所述目标散射的电磁辐射；其中，第一滤光器和第二滤光器设置在所述传感器上方，所述第一滤光器对于与所述第一分子的拉曼散射波长对应的第一波长带实质透明，对于所述第一波长带之外的波长不透明，并且所述第二滤光器对于与所述第二分子的拉曼散射波长对应的第二波长带实质透明，对于所述第二波长带之外的波长不透明；以及计算(803)来自所述第一分子和所述第二分子的拉曼散射的强度之间的比率；以及根据所述比率确定(804)所述第一分子与所述第二分子的相对浓度。 17.根据权利要求15所述的方法(800)，包括：控制所述激光源向所述目标发射调制的电磁辐射；以及解调从所述目标散射的检测到的电磁辐射。 18.根据权利要求15所述的方法(800)，其中，发射的电磁辐射的波长在600-785nm之间；其中，所述第一滤光器对于与OH分子的拉曼散射波长对应的波长带是透明的；以及其中，所述第二滤光器对于与CH3分子的拉曼散射波长相对应的波长带是透明的。 19.根据权利要求18所述的方法(800)，其中，所述第一分子是OH分子；其中，所述第二分子是CH3分子；以及其中，所述方法包括根据OH分子与CH3分子的相对浓度来确定所述目标的水合水平。 20.一种拉曼光谱仪(700)，包括根据权利要求1-15中任一项所述的光学模块(200、300、400、500、600)。 21.一种可穿戴设备(704)，包括根据权利要求1-15中任一项所述的光学模块(200、300、400、500、600)。 22.一种水合水平监测器，包括根据权利要求1-15中任一项所述的光学模块(200、300、400、500、600)。