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原文传递一种通用型模块化的光谱探测仪

专利名称：	一种通用型模块化的光谱探测仪
摘要：	本专利公开了一种通用型模块化的光谱探测仪。该专利基于声光可调滤光器或液晶可调滤光器等可电控分光器件的分光功能，利用宽光谱光源经过聚光镜和光源光束反射镜会聚于被测物上，被测物的散射光经过准直透镜准直，再利用声光可调滤光器对该准直光进行光谱滤光，从而探测散射光的光谱特性，利用散射光的光谱曲线与标准光谱定标板的光谱曲线进行比对，从而分析被测物的成份信息。该专利适用于光谱检测与分析等领域，该光谱探测仪为模块化的通用型设备，结构简单，光谱探测定标方法简单。
专利类型：	实用新型
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	中国科学院上海技术物理研究所
发明人：	何志平;徐睿;吴金才;王振动;郑海燕;舒嵘
专利状态：	有效
申请日期：	2018-08-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-24T00:00:00+0800
申请号：	CN201821336069.1
公开号：	CN208902596U
代理机构：	上海沪慧律师事务所
代理人：	郭英
分类号：	G01N21/01(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	200083 上海市虹口区玉田路500号
主权项：	1.一种通用型模块化的光谱探测仪，包括防尘遮光模块(1)、光谱分析模块(2)、数据采集与控制模块(3)；其特征在于：所述的防尘遮光模块(1)为仪器上盖，盖上有可将样品放置到载物台(205)上进行探测的样品孔；所述的光谱分析模块(2)由宽光谱光源(201)、光源遮光罩(202)、光源聚光镜(203)、光源光束反射镜(204)、载物台(205)、样品光束反射镜(206)、准直透镜(207)、起偏格兰棱镜(208)、声光可调滤光器(209)、检偏格兰棱镜(210)、会聚透镜(211)、探测器(212)和光路模块底板(213)组成；光谱探测仪工作时，将待测物放置于载物台(205)上，开启宽光谱光源(201)，宽光谱光源(201)出射的光线通过光源遮光罩(202)进入光源聚光镜(203)进行光束聚焦，聚焦光束经过光源光束反射镜(204)向上会聚于载物台(205)上的待测物上，产生散射光，散射光经过样品光束反射镜(206)进入准直透镜(207)准直，准直后的光经过起偏格兰棱镜(208)后形成水平或竖直方向线偏光，该线偏光经过声光可调滤光器(209)后再经过检偏格兰棱镜(210)，检偏格兰棱镜(210)的方向与起偏格兰棱镜(208)的方向正交；当声光可调滤光器(209)未工作时，准直光无法通过检偏格兰棱镜(210)，当声光可调滤光器(209)在某一个射频频率下工作时，某一波长的光会发生衍射，衍射光的偏振方向与检偏格兰棱镜(210)的方向一致，该衍射光经过检偏格兰棱镜(210)、会聚透镜(211)后进入探测器(212)进行光谱探测，通过改变射频驱动信号的频率来实现对不同波长的探测，从而完成散射光的光谱曲线探测；光学零件都固定在光路模块底板(213)上；所述的数据采集与控制模块(3)由电源及控制电路板(3-1)、射频功率放大器(3-2)、自备电源及相关电路(3-3)、通信接口(3-4)、电源开关(3-5)、电源接口(3-6)、散热风扇(3-7)、接插件固定座(3-8)和固定支撑模块(3-9)组成，电源及控制电路板(3-1)由电源电路(311)、FPGA电路(312)、射频驱动信号发生电路(313)、光源调节控制电路(314)、信号处理电路(315)、探测器温控电路(316)、温度信息采集电路(317)和通信电路(318)组成；其中电源电路(311)将供电转化为二次电源，满足数据采集与控制模块(3)各单元的供电需求；由通信电路(318)接收指令通过FPGA电路(312)控制光谱采集系统工作；FPGA电路(312)控制射频驱动信号发生电路(313)产生所需频率的射频信号，通过射频功率放大器(3-2)放大，施加于声光可调滤光器(209)；FPGA电路(312)控制射频驱动信号发生电路(313)产生射频通道选择信号至射频功率放大器(3-2)选择射频信号输出通道，满足仪器光谱选择的需求；FPGA电路(312)控制光源调节控制电路(314)实现对光源强度的调节；FPGA电路(312)控制信号处理电路(315)处理并采集来自于探测器(212)的红外光谱信号，并通过通信电路(318)输出；FPGA电路(312)控制探测器温控电路(316)稳定探测器(212)的制冷温度；FPGA电路(312)控制温度信息采集电路(317)和温度信息收集电路(319)获取重要部件的实时温度，通信接口(3-4)、电源开关(3-5)、电源接口(3-6)都通过接插件固定座(3-8)固定，光谱分析模块(2)和数据采集与控制模块(3)中所有的元件都固定在固定支撑模块(3-9)上，固定支撑模块(3-9)由光学平板和4个橡胶支撑脚组成。 2.根据权利要求1所述的一种通用型模块化的光谱探测仪，其特征在于：所述的宽光谱光源(201)出射的光束为宽光谱波段，其光谱曲线覆盖待测光谱的波长范围。 3.根据权利要求1所述的一种通用型模块化的光谱探测仪，其特征在于：所述的声光可调滤光器(209)的工作光谱覆盖待测光谱的范围。 4.根据权利要求1所述的一种通用型模块化的光谱探测仪，其特征在于：所述的探测器(212)的工作光谱覆盖待测光谱的范围。 5.根据权利要求1所述的一种通用型模块化的光谱探测仪，其特征在于：所述的载物台(205)为透射玻璃窗口，该透射玻璃窗口波长透射曲线需要覆盖待测光谱的波长范围，载物台(205)的平行度优于10″，通光面面形偏差RMS值优于λ/10@632.8nm。 6.根据权利要求1所述的一种通用型模块化的光谱探测仪，其特征在于：所述的起偏格兰棱镜(208)的起偏光谱响应范围覆盖待测光谱的波长范围；起偏消光比优于1000:1。 7.根据权利要求1所述的一种通用型模块化的光谱探测仪，其特征在于：所述的检偏格兰棱镜(210)的光谱响应范围覆盖待测光谱的波长范围；检偏消光比优于1000:1。
所属类别：	实用新型