CN111366533A - 一种全光谱微型光纤光谱仪 - Google Patents
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Abstract
一种全光谱微型光纤光谱仪，其特征在于：它包括宽谱光源(1)，准直透镜(2)，比色皿(3)，被透射待测量的样品(4)，聚焦透镜(5)，一分三光纤导光束模块(6)，光谱仪分光模块(7)和线阵CCD模块(8)；可完全实现紫外光、可见光、近红外光的低杂散光、高分辨率、高灵敏度的检测功能，仪器具有结构简单，可靠性高，成本低廉的优点。
Description
技术领域
本发明属于物质分析仪器技术领域，具体讲就是涉及一种全光谱微型光纤光谱仪。
背景技术
微型光纤光谱仪器是一种利用光学光谱的色散原理而设计的光学仪器。也是实验室对样品的结构和成分等进行测量、分析和处理的常用设备，能测定光的频率、波长、光线强度，并具有分析精度高、测量范围大、速度快等优点，广泛应用于冶金、地质、石油、化工、医药卫生、环境保护等部门；也是军事侦察、太空探索和水文探测等必不可少的遥感设备。
分光光度法是一种常用的分析方法，可用于物质的定量或定性分析，广泛用于化学、临床医学、生命科学、食品、制药和环境监测等领域。因此，分光光度计是一种广泛应用于食品安全检测和生化医药检验的基础仪器，具有广阔的市场。而微型光纤光谱仪作为分光光度计的一种类型，其主要测量光谱范围为紫外光、可见光、近红外光等，目前，传统的微型光纤光谱仪存在以下缺点：1)测量光谱范围比较窄主要在200nm-800nm。2)消除多级衍射光谱采用线性渐变滤光片，因此价格昂贵，并产生会新的多级反射光。3)采用光纤导光进入光谱仪，普通光纤会损失大量光能量。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有光纤光谱仪器存在的技术缺陷，提供一种全光谱微型光纤光谱仪，可完全实现紫外光、可见光、近红外光的低杂散光、高分辨率、高灵敏度的检测功能，仪器具有结构简单，可靠性高，成本低廉的优点。
技术方案
为了实现上述技术目的，本发明提供的一种全光谱微型光纤光谱仪，其特征在于：它包括宽谱光源，准直透镜，比色皿，被透射待测量的样品，聚焦透镜，一分三光纤导光束模块，光谱仪分光模块和线阵CCD模块；
所述宽谱光源发出的复合光通过准直透镜变成平行光，所述准直透镜的出射光路上设置有比色皿上，所述准直透镜出射的平行光透过比色皿中的被透射待测量样品，并被透射测量样品吸收后的光线出射到聚焦透镜并再通过聚焦透镜聚焦在一分三光纤导光束模块的入射端，光线经过一分三光纤导光束模块被分成三路光出射，所述一分三光纤导光束模块出射端被分成的三路光同时输入到光谱仪分光模块的入射狭缝同时分光后被线阵CCD模块接收。
进一步地，：所述一分三光纤导光束模块包括光纤光源输入端，宽光谱光入射到光纤光源输入端后，经过光束整形被平均分成三束矩形光束。
进一步地，所述光谱仪分光模块包括有色玻璃模块，准直凹面镜，光栅模块和聚焦凹面镜；
所述一分三光纤导光束模块出射端的三束矩形光束通过有色玻璃模块后，得到波长范围为190nm～390nm、380nm～770nm和760nm～1100nm三路独立普段的光束，三个普段的光束同时经过准直凹面镜准直，平行入射到相对应的光栅模块进行光栅分光后通过聚焦凹面镜成像聚焦到线阵CCD模块用来接受分光后的单色光。
进一步地，所述线阵CCD模块包括三块线阵CCD对应拼接而成。
有益效果
本发明提供的一种全光谱微型光纤光谱仪，可完全实现紫外光、可见光、近红外光的低杂散光、高分辨率、高灵敏度的检测功能，仪器具有结构简单，可靠性高，成本低廉的优点。
附图说明
附图1是本发明实施例的光路示意图；
附图2是本发明实施例中一分三光纤导光束模块的导光原理图；
附图3是本发明实施例中光谱仪分光模块的光路原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如附图1所示，一种全光谱微型光纤光谱仪，它包括宽谱光源1，准直透镜2，比色皿3，被透射待测量的样品4，聚焦透镜5，一分三光纤导光束模块6，光谱仪分光模块7和线阵CCD模块8；
所述宽谱光源1发出的复合光通过准直透镜2变成平行光，所述准直透镜2的出射光路上设置有比色皿3上，所述准直透镜2出射的平行光透过比色皿中的被透射待测量样品4，并被透射测量样品4吸收后的光线出射到聚焦透镜5并再通过聚焦透镜5聚焦在一分三光纤导光束模块6的入射端，光线经过一分三光纤导光束模块6被分成三路光出射，所述一分三光纤导光束模块6出射端被分成的三路光同时输入到光谱仪分光模块7的入射狭缝同时分光后被线阵CCD模块8接收。
如附图2所示，所述一分三光纤导光束模块6包括光纤光源输入端601，宽光谱光入射到光纤光源输入端601后，经过光束整形被平均分成三束矩形光束602,603,604。
如附图3所示，所述光谱仪分光模块7包括有色玻璃模块701，准直凹面镜702，光栅模块703和聚焦凹面镜704；
所述一分三光纤导光束模块6出射端的三束矩形光束通过有色玻璃模块701后，得到波长范围为190nm～390nm、380nm～770nm和760nm～1100nm三路独立普段的光束，三个普段的光束同时经过准直凹面镜702准直，平行入射到相对应的光栅模块703进行光栅分光后通过聚焦凹面镜704成像聚焦到线阵CCD模块8用来接受分光后的单色光。
所述线阵CCD模块8包括三块线阵CCD801，802,803对应拼接而成。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (4)
1.一种全光谱微型光纤光谱仪，其特征在于：它包括宽谱光源(1)，准直透镜(2)，比色皿(3)，被透射待测量的样品(4)，聚焦透镜(5)，一分三光纤导光束模块(6)，光谱仪分光模块(7)和线阵CCD模块(8)；
所述宽谱光源(1)发出的复合光通过准直透镜(2)变成平行光，所述准直透镜(2)的出射光路上设置有比色皿(3)上，所述准直透镜(2)出射的平行光透过比色皿中的被透射待测量样品(4)，并被透射测量样品(4)吸收后的光线出射到聚焦透镜(5)并再通过聚焦透镜(5)聚焦在一分三光纤导光束模块(6)的入射端，光线经过一分三光纤导光束模块(6)被分成三路光出射，所述一分三光纤导光束模块(6)出射端被分成的三路光同时输入到光谱仪分光模块(7)的入射狭缝同时分光后被线阵CCD模块(8)接收。
2.如权利要求1所述的一种全光谱微型光纤光谱仪，其特征在于：所述一分三光纤导光束模块(6)包括光纤光源输入端(601)，宽光谱光入射到光纤光源输入端(601)后，经过光束整形被平均分成三束矩形光束(602,603,604)。
3.如权利要求1所述的一种全光谱微型光纤光谱仪，其特征在于：所述光谱仪分光模块(7)包括有色玻璃模块(701)，准直凹面镜(702)，光栅模块(703)和聚焦凹面镜(704)；
所述一分三光纤导光束模块(6)出射端的三束矩形光束通过有色玻璃模块(701)后，得到波长范围为190nm～390nm、380nm～770nm和760nm～1100nm三路独立普段的光束，三个普段的光束同时经过准直凹面镜(702)准直，平行入射到相对应的光栅模块(703)进行光栅分光后通过聚焦凹面镜(704)成像聚焦到线阵CCD模块(8)用来接受分光后的单色光。
4.如权利要求1所述的一种全光谱微型光纤光谱仪，其特征在于：所述线阵CCD模块(8)包括三块线阵CCD(801，802,803)对应拼接而成。
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