CN217112059U - 便携式量子点红外光谱仪 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种便携式量子点红外光谱仪，该红外光谱仪包括红外感光元件，该红外感光元件包括：衬底；光学谐振腔，设置于衬底的一侧；光学谐振腔包括膜层堆叠而构成的布拉格反射镜；红外吸收层，设置于光学谐振腔内，且位于布拉格反射镜背离衬底的一侧。如此，通过将具有布拉格反射镜的光学谐振腔与红外吸收层一体化制作，简化了分光系统光路结构，减小占据空间；同时布拉格反射镜具有特定频率选择性，能够使待检测波段的红外光透过布拉格反射镜被红外吸收层吸收，有利于提高光谱仪的检测准确性；由此，将该红外感光元件应用于光谱仪，可使光谱仪具有小型化、结构紧凑、功耗低以及便携的特点，可高精确度地快速测量单波段或多波段的红外光。

Description

便携式量子点红外光谱仪

技术领域

本公开涉及光学检测技术领域，尤其涉及一种便携式量子点红外光谱仪。

背景技术

光谱分析仪简称光谱仪，是将成分复杂的复合光分解为光谱线并进行测量和计算的科学仪器，被广泛应用于辐射度学分析、颜色测量、化学成分分析等领域，在冶金、地质、水文、医药、石油化工、环境保护、宇宙探索等行业发挥着重要作用。在照明行业，通常使用光谱仪来测量光源的光色参数。

光谱仪一般由分光系统、接收系统和数据处理系统组成，其工作原理是将光源发出的复色光按照不同的波长分离出来，配合各种光电探测器件对谱线强度进行测量，获得光谱功率(辐射)分布，再计算出色品坐标、色温、显色指数、光通量、辐射通量等光色性能参数。分光系统通常做成整体式结构，称为单色仪或多色仪。单色仪是输出单色谱线的光学仪器，通常与光电倍增管(Photo Multiplier Tube，PMT) 探测器为核心的接收系统配套工作，再由数据处理系统对测量信号进行计算处理，各部分相对独立。多色仪在结构上与探测器以及数据处理系统紧密结合，通常可以直接输出光谱测量数据。

光谱仪可以按分光系统类型为棱镜分光光谱仪、光栅分光光谱仪和滤色片分光光谱仪；按光路数量可分为：单路光谱仪和多路光谱仪；按探测器类型可类，可包括：在可见光范围内主要有PMT光谱仪和电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)光谱仪两种，在紫外、近红外范围内还有专门的探测器类型；按扫描方式可分为：机械扫描式光谱仪和快速扫描式光谱仪；按测量对象和测量结果的用途分类，可包括：分析用光谱仪和光色测量用光谱仪。然而，不论哪种光谱仪基本都由分光系统、接收系统和数据处理系统构成，有些还需要光源，由于多个部件自身的复杂性和对光路光程的需要(如图1所示)，这些光谱仪都具有体型大、结构复杂、功耗大、不易便携的特点。

实用新型内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种便携式量子点红外光谱仪。

本公开提供了一种便携式量子点红外光谱仪，该红外光谱仪包括红外感光元件，所述红外感光元件包括：

衬底；

光学谐振腔，设置于所述衬底的一侧；所述光学谐振腔包括膜层堆叠而构成的布拉格反射镜；

红外吸收层，设置于所述光学谐振腔内，且位于所述布拉格反射镜背离所述衬底的一侧。

在一些实施例中，所述布拉格反射镜包括在所述衬底的一侧层叠设置的N层复合膜层以及设置于第N层所述复合膜层背离所述衬底一侧的附加层；其中，1≤N≤4，且N为整数；

每层所述复合膜层均包括第一膜层和第二膜层，所述第一膜层位于所述第二膜层朝向所述衬底的一侧，且所述第一膜层的折射率大于所述第二膜层的折射率，所述附加层的折射率大于所述第二膜层的折射率。

在一些实施例中，所述第一膜层的厚度、所述第二膜层的厚度以及所述附加层的厚度满足：

n_Ht_H＝n_Lt_L＝n_Ft_F＝λ₀/4；

其中，n_H代表第一膜层的厚度，t_H代表第一膜层的折射率，n_L代表第二膜层的厚度，t_L代表第二膜层的折射率，n_F代表附加层的厚度， t_F代表附加层的折射率，λ₀代表待检测波段的中心波长。

在一些实施例中，所述附加层的材料与所述第一膜层的材料相同。

在一些实施例中，所述光学谐振腔还包括全反射电极层；

所述全反射电极层设置于所述红外吸收层背离所述布拉格反射镜的一侧，用于反射穿过所述红外吸收层的光线。

在一些实施例中，所述光学谐振腔还包括光学隔离层；

所述光学隔离层设置于所述布拉格反射镜与所述红外吸收层之间，或者所述红外吸收层设置于所述光学隔离层与所述布拉格反射镜之间；所述光学隔离层用于调整入射光线在所述光学谐振腔内的光程，以使所述红外吸收层的吸收率等于或大于预设吸收率阈值。

在一些实施例中，所述光学隔离层与所述红外吸收层的厚度满足：

n_Gt_G+n_At_A＝m×λ₀；

其中，n_G代表光学隔离层的厚度，t_G代表光学隔离层的折射率， n_A代表红外吸收层的厚度，t_A代表红外吸收层的折射率，λ₀代表待检测波段的中心波长。

在一些实施例中，所述红外感光元件还包括条状电极；

所述条状电极设置于所述红外吸收层朝向所述衬底的一侧，且位于所述红外吸收层的相对两边缘位置处，与所述红外吸收层电接触。

在一些实施例中，所述条状电极朝向所述衬底的一侧表面与所述红外吸收层朝向所述衬底的一侧表面平齐，且所述条状电极的厚度等于或小于所述红外吸收层的厚度。

在一些实施例中，在所述光学隔离层设置于所述布拉格反射镜与所述红外吸收层之间的所述红外感光元件中，所述红外感光元件还包括电学隔离层；

所述电学隔离层位于所述红外吸收层背离所述条状电极的一侧，用于实现所述全反射电极层与所述条状电极之间的电隔离。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开实施例提供了一种便携式量子点红外光谱仪，该红外光谱仪包括红外感光元件，该红外感光元件包括：衬底；光学谐振腔，设置于衬底的一侧；光学谐振腔包括膜层堆叠而构成的布拉格反射镜；红外吸收层，设置于光学谐振腔内，且位于布拉格反射镜背离衬底的一侧。如此，通过将具有布拉格反射镜的光学谐振腔与红外吸收层一体化制作，简化了分光系统光路结构，减小占据空间；同时布拉格反射镜具有特定频率选择性，能够使待检测波段的红外光透过布拉格反射镜被红外吸收层吸收，有利于降低信噪比，提高光谱仪的探测准确性；将该红外感光元件应用于光谱仪，可使光谱仪具有小型化、结构紧凑、功耗低、便携的特点，可高精确度、快速测量单波段的红外光。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为相关技术中一种CCD多色仪的工作原理示意图；

图2为本公开实施例提供的一种红外感光元件的结构示意图；

图3为本公开实施例提供的另一种红外感光元件的结构示意图；

图4为本公开实施例提供的另一种红外感光元件的结构示意图；

图5为本公开实施例提供的又一种红外感光元件的结构示意图；

图6为本公开实施例提供的一种红外感光元件的工作原理示意图；

图7为本公开实施例提供的一种便携式量子点红外光谱仪的结构示意图；

图8为本公开实施例提供的一种可穿戴设备的结构示意图；

图9为本公开实施例提供的另一种可穿戴设备的结构示意图。

其中，1、衬底；2、光学谐振腔；3、红外吸收层；21、布拉格反射镜、22光学隔离层；23、条状电极；24、电学隔离层；25全反射电极层；211、第一膜层；212、第二膜层；213附加层；10、红外感光元件；20、红外光谱仪外壳；30、底座；40、光学镜头；50、外部光源； 100、便携式量子点红外光谱仪。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

在相关技术中，光谱仪基本都由分光系统、接收系统和数据处理系统构成，如图1所示，为一种CCD多色仪的工作原理示意图。参照图1，光纤作为光源，光栅、准直镜、聚焦镜构成分光系统，CCD探测器用作接收系统，数据采集装置和PC端构成数据处理系统；光纤发射出的光波需要经过准直镜、光栅、聚焦镜多次反射后才能被CCD探测器接收，光路光程较长且结构复杂，使得光谱仪具有体型大、结构复杂、功耗大、不易便携的特点。

针对上述缺陷中的至少一个进行改进，本公开实施例提供的一种便携式量子点红外光谱仪，该红外光谱仪包括红外感光元件，该红外感光元件包括：衬底；光学谐振腔，设置于衬底的一侧；光学谐振腔包括膜层堆叠而构成的布拉格反射镜；红外吸收层，设置于光学谐振腔内，且位于布拉格反射镜背离衬底的一侧。如此，通过将具有布拉格反射镜的光学谐振腔与红外吸收层一体化制作，简化了分光系统光路结构，减小占据空间；同时布拉格反射镜具有特定频率选择性，能够使待检测波段的红外光透过布拉格反射镜被红外吸收层吸收，有利于降低探测信噪比，提高探测精度；将该红外感光元件应用于光谱仪，可使光谱仪具有小型化、结构紧凑、功耗低、便携的特点，可高精确度、快速测量单波段的红外光。

下面结合图2-图9，对本公开实施例提供的一种便携式量子点红外光谱仪进行示例性说明。

在一些实施例中，如图2所示，本公开实施例提供的一种红外感光元件的结构示意图。参照图2，该便携式量子点红外光谱仪包括红外感光元件，该红外感光元件包括：衬底1；光学谐振腔2，设置于衬底 1的一侧；光学谐振腔2包括膜层堆叠而构成的布拉格反射镜21；红外吸收层3，设置于光学谐振腔2内，且位于布拉格反射镜21背离衬底的一侧。

其中，衬底1选择对待检测波段的范围的红外光具有高透过率、低吸收率的材质，具体波段范围可根据待检测波段的中心波长来确定；衬底1优选蓝宝石，还可以选择本领域技术人员可知的其他材料，在此不限定。

其中，在衬底1上通过蒸镀、分子外延生长等方式交替生长对待检测波段的的红外光具有不同折射率的两种材料，两种材料分别制作具有不同厚度的光滑膜层，它们之间交替层叠，共同构建能透过待检测波段的红外光的布拉格反射镜21。

构建布拉格反射镜21的两种材料均对待检测波段的红外光具有低吸收率、高透过率的特点，同时两种材料对待检测波段红外光的折射率具有较高的差值，绝对差值为1～1.4或相对差值为1倍。两种材料可选择硅、锗、二氧化硅、氮化硅、氧化钛、氧化铟锡等材料。高折射率层优选五氧化三钛，可采用高折射率的硅、CaF₂、MgF₂或者其他高折射率膜层材料。低折射率层优选二氧化硅(SiO₂)ZnSe或者其他低折射率膜层材料。

其中，光学谐振腔2的材料要求与布拉格反射镜21类似，要求对待检测波段的红外光的高透过率、低吸收率，并对红外光具有一定的折射率。

在其他实施方式中，构建布拉格反射镜21的两种材料还可选择本领域技术人员可知的其他材料，在此不限定。

其中，采用掩膜喷涂、滴涂或者旋涂方式在布拉格反射镜21背离衬底的一侧形成红外吸收层3。红外吸收层3为红外量子点层，根据待检测红外光对应波段范围设置；量子点材料可选择钙钛矿、ZnSe、ZnS、 HgTe、PbS、ZnSe/ZnS、ZnSe/ZnO、CdSe、CdTe、CdSe/CdS、InP/ZnS、 InP/ZnSe/ZnS、InP/InAs、PbS、PbSe、PbTe、CuInS₂、CuInSe₂等；红外吸收层3厚度为100-1000nm。

采用全液相法合成红外量子点，相较于其他红外窄带半导体材料的合成方法，成功率高、产出大、成本低，可用以解决红外材料制作难度大的问题。

本公开实施例提供的便携式量子点红外光谱仪包括红外感光元件，该红外感光元件包括：衬底1；光学谐振腔2，设置于衬底1的一侧；光学谐振腔2包括膜层堆叠而构成的布拉格反射镜21；红外吸收层3，设置于光学谐振腔2内，且位于布拉格反射镜21背离衬底1的一侧。如此，通过将具有布拉格反射镜21的光学谐振腔2与红外吸收层3一体化制作，简化了分光系统光路结构，减小占据空间；同时布拉格反射镜21具有特定频率选择性，使待检测波段的红外光透过布拉格反射镜21被红外吸收层吸收；将该红外感光元件应用于光谱仪，可使光谱仪具有小型化、结构紧凑、功耗低、便携的特点，可高精确度、快速测量单波段的红外光。

在一些实施例中，如图3或图4所示，为本公开实施例提供的一种红外感光元件的结构示意图。参照图3或图4，布拉格反射镜21包括在衬底1的一侧层叠设置的N层复合膜层以及设置于第N层复合膜层背离衬底一侧的附加层213；其中，1≤N≤4，且N为整数；每层复合膜层均包括第一膜层211和第二膜层212，第一膜层211位于第二膜层212朝向衬底1的一侧，且第一膜层211的折射率大于第二膜层212 的折射率，附加层213的折射率大于第二膜层212的折射率。

其中，复合膜层的数量为1～4层，可根据待检测波段的中心频率调整。第一膜层211的折射率和第二膜层212折射率的绝对差值为 1～1.4或相对差值为1倍。第一膜层211优选五氧化三钛，可采用高折射率的硅、CaF₂、MgF₂等材料。第二膜层212优选二氧化硅，或ZnSe。附加层选用材料可与第一膜层材料相同，也可以不同，在此不限定。

在本公开实施例提供的便携式量子点红外光谱仪中，布拉格反射镜21的膜层结构由高折射率的第一膜层211和低折射率的第二膜层 212交替排布，在最后一层低折射率的第二膜层212上形成高折射率的附加层213。如此，形成的布拉格反射镜21结构由高折射率和低折射率交替的周期性膜层形成，每一膜层边界都会引起光波的部分反射，待检测波段的红外光在布拉格反射镜21结构内发生多次反射，使得更多待检测波段的的红外光透过布拉格反射镜，进而更多的待检测波段的的红外光被红外吸收层吸收。

在一些实施例中，第一膜层的厚度、第二膜层的厚度以及附加层的厚度满足：n_Ht_H＝n_Lt_L＝n_Ft_F＝λ₀/4。

其中，n_H代表第一膜层的厚度，t_H代表第一膜层的折射率，n_L代表第二膜层的厚度，t_L代表第二膜层的折射率，n_F代表附加层的厚度， t_F代表附加层的折射率，λ₀代表待检测波段的中心波长。

如此，布拉格反射镜第一膜层的厚度、第二膜层的厚度以及附加层的厚度满足n_Ht_H＝n_Lt_L＝n_Ft_F＝λ₀/4，相邻膜层界面处反射光的光程差为半个波长，界面处的反射系数的符号也会发生改变，因此在界面处的所有反射光发生相消干涉，得到很强的反射光。

在一些实施例中，附加层的材料与第一膜层的材料相同。

其中，附加层与第一膜层采用相同的材料，均具有高折射率。如此形成的布拉格反射镜结构规律性变化，由高折射率和低折射率的膜层交替的、周期性排布。

同时，能够在接触红外吸收层3的一侧形成全反射界面，有利于将更多的光线反射回红外吸收层3中，从而提升红外吸收层3的光吸收率，进而提升探测信噪比，提高探测准确性。

能够理解的是，图3或图4仅示例性地示出了布拉格反射镜21包括3层复合膜层，但并不构成对本公开实施例提供的便携式量子点红外光谱仪的限定。在其他实施方式中，布拉格反射镜21还可包括1、2、 4或者更多层的复合膜层，在此不限定。

在一些实施例中，如图3或图4所示，光学谐振腔2还包括全反射电极层25；全反射电极层25设置于红外吸收层3背离布拉格反射镜 21的一侧，用于反射穿过红外吸收层3的光线。

其中，全发射电极层25对红外光具有高反射率；全发射电极层25 可为金属层，优选材料可为金，膜层厚度可为100nm～1000nm。

如此，全发射电极层25将经过红外吸收层3而未被吸收的红外光反射回红外吸收层3，再次被红外吸收层3吸收；同时，在红外吸收层 3两个相反方向的红外光发生相长干涉，增强了红外光的强度，进而增强红外吸收层3对红外光的吸收率。

在一些实施例中，如图4-图5所示，光学谐振腔2还包括光学隔离层22；光学隔离层22设置于布拉格反射镜21与红外吸收层3之间，或者红外吸收层3设置于光学隔离层22与布拉格反射镜21之间；光学隔离层22用于调整入射光线在光学谐振腔2内的光程，以使红外吸收层的吸收率等于或大于预设吸收率阈值。

其中，光学隔离层22的作用是调整红外光在光学谐振腔2内的光程，使红外光能够在这里起振并干涉增强，增加红外吸收层3的吸收率。光学隔离层22厚度由待检测波段的中心波长与红外吸收层3厚度共同决定。

其中，光学隔离层22选用低折射率、对红外光有着极低的吸收率或无吸收的材料，优选二氧化硅；其可利用掩膜蒸镀、分子外延生长等方式制作。

示例性地，如图3或图4所示，光学隔离层22设置于布拉格反射镜21与红外吸收层3之间，红外光在光学谐振腔2内的光程为：布拉格反射镜21-光学隔离层22-红外吸收层3-全反射电极层25。

示例性地，如图5所示，红外吸收层3设置于光学隔离层22与布拉格反射镜21之间，红外光在光学谐振腔2内的光程为：布拉格反射镜21-红外吸收层3-光学隔离层22-全反射电极层25。

在一些实施例中，光学隔离层与红外吸收层的厚度满足：

n_Gt_G+n_At_A＝m×λ₀。

其中，n_G代表光学隔离层的厚度，t_G代表光学隔离层的折射率， n_A代表红外吸收层的厚度，t_A代表红外吸收层的折射率，λ₀代表待检测波段的中心波长。

其中，m为正整数，表示红外光在光学隔离层与红外吸收层的光程和是待检测波段的中心波长的整数倍。

在一些实施例中，如图3或4所示，红外感光元件还包括条状电极23；条状电极23设置于红外吸收层3朝向衬底1的一侧，且位于红外吸收层3的相对两边缘位置处，与红外吸收层3电接触。

其中，条状电极23用于将光电转换得到的探测信号引出，其可由铝、银、金、铜等导电率高、稳定性强的金属材质构成，优选银。

示例性地，条状电极23可利用掩膜蒸镀、磁控溅射等方法制作，其厚度可为100nm～1000nm。

在一些实施例中，如图3-5所示，条状电极23朝向衬底1的一侧表面与红外吸收层3朝向衬底的一侧表面平齐，且条状电极23的厚度等于或小于红外吸收层3的厚度。

示例性地，如图3-5所示，条状电极23朝向衬底1的一侧表面与红外吸收层3朝向衬底的一侧表面平齐，且条状电极23的厚度小于红外吸收层3的厚度。

在一些实施例中，如图3或图4所示，在光学隔离层22设置于布拉格反射镜21与红外吸收层3之间的红外感光元件中，红外感光元件还包括电学隔离层24；电学隔离层24位于红外吸收层3背离条状电极 23的一侧，用于实现全反射电极层25与条状电极23之间的电隔离。

其中，电学隔离层可利用旋涂或分子外延生长方法制作；优选环氧树脂(PMMA)，膜层厚度尽量薄，以满足将条状电极与全反射电极层完全电隔离即可。电学隔离层对红外光有着极低的吸收率或无吸收。

示例性地，如图3或图4所示，自下向上依次为衬底1、布拉格反射镜21、光学隔离层22、条状电极23、红外吸收层3、电学隔离层24、全反射电极层25，光学隔离层22设置于布拉格反射镜21与红外吸收层3之间；其中，布拉格反射镜21由3层复合膜层和1层附加层213 组成，每层复合膜层由第一膜层211和第二膜层212构成，第一膜层位于第二膜层朝向衬底的一侧。

示例性地，如图5所示，自下向上依次为衬底1、布拉格反射镜 21、条状电极23、红外吸收层3、光学隔离层22、全反射电极层25，红外吸收层3设置于光学隔离层22与布拉格反射镜21之间；其中，布拉格反射镜21由3层复合膜层和1层附加层213组成，每层复合膜层由第一膜层211和第二膜层212构成，第一膜层位于第二膜层朝向衬底的一侧。

示例性地，如图6所示，为本公开实施例提供的一种红外感光元件的工作原理示意图。参照图6，外部光源提供照明，向探测物投射红外光，被探测物反射回的红外光经过衬底，再经过光学谐振腔中的布拉格反射镜，特定中心频率的红外光透过布拉格反射镜并在后面发生相长干涉，增强了其中心频率波长的强度，使得入射红外光的光谱被收窄；被收窄了谱宽的红外光透过光学隔离层被红外吸收层吸收一部分，剩余在全反射电极层上反射，返回至红外吸收层区域，在红外吸收层两个相反方向的红外光在此处发生相长干涉，增强了红外光的强度，进一步收窄了谱宽，进而增强了红外吸收层的吸收率。

示例性地，如图7所示，为本公开实施例提供的一种便携式量子点红外光谱仪的结构示意图。参照图7，将4个不同波段的红外感光元件10进行拼接组合，依次按照红外感光元件10、底座30、光学镜头 40安装在红外光谱仪外壳20内；如此，该红外光谱仪可实现同时对4 个不同红外波段的进行探测。

能够理解的是，图7仅示例性示出了将4个红外感光元件进行拼接组合，但并不构成对本公开实施例提供的红外光谱仪的限定。在其他实施方式中，红外感光元件进行拼接组合的数量可根据多波段红外光谱仪的需求设置，在此不限定。

示例性地，如图8或图9所示，将便携式量子点红外光谱仪100 嵌入式安装在手表表盘(即可穿戴设备的一种结构形式)的边缘，同时在表盘上设置一个外部光源50，为便携式量子点红外光谱仪100提供照明。

需要说明的是，该便携式量子点红外光谱仪还可以应用于本领域技术人员可知的其他穿戴式设备，如智能手环、眼镜、头饰、首饰以及服饰等，或者应用于其他设置探测功能的终端设备中，在此不限定。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种便携式量子点红外光谱仪，其特征在于，包括红外感光元件，所述红外感光元件包括：

衬底；

光学谐振腔，设置于所述衬底的一侧；所述光学谐振腔包括膜层堆叠而构成的布拉格反射镜；

红外吸收层，设置于所述光学谐振腔内，且位于所述布拉格反射镜背离所述衬底的一侧。

2.根据权利要求1所述的光谱仪，其特征在于，所述布拉格反射镜包括在所述衬底的一侧层叠设置的N层复合膜层以及设置于第N层所述复合膜层背离所述衬底一侧的附加层；其中，1≤N≤4，且N为整数；

每层所述复合膜层均包括第一膜层和第二膜层，所述第一膜层位于所述第二膜层朝向所述衬底的一侧，且所述第一膜层的折射率大于所述第二膜层的折射率，所述附加层的折射率大于所述第二膜层的折射率。

3.根据权利要求2所述的光谱仪，其特征在于，所述第一膜层的厚度、所述第二膜层的厚度以及所述附加层的厚度满足：

n_Ht_H＝n_Lt_L＝n_Ft_F＝λ₀/4；

其中，n_H代表第一膜层的厚度，t_H代表第一膜层的折射率，n_L代表第二膜层的厚度，t_L代表第二膜层的折射率，n_F代表附加层的厚度，t_F代表附加层的折射率，λ₀代表待检测波段的中心波长。

4.根据权利要求2或3所述的光谱仪，其特征在于，所述附加层的材料与所述第一膜层的材料相同。

5.根据权利要求1-3任一项所述的光谱仪，其特征在于，所述光学谐振腔还包括全反射电极层；

所述全反射电极层设置于所述红外吸收层背离所述布拉格反射镜的一侧，用于反射穿过所述红外吸收层的光线。

6.根据权利要求5所述的光谱仪，其特征在于，所述光学谐振腔还包括光学隔离层；

所述光学隔离层设置于所述布拉格反射镜与所述红外吸收层之间，或者所述红外吸收层设置于所述光学隔离层与所述布拉格反射镜之间；所述光学隔离层用于调整入射光线在所述光学谐振腔内的光程，以使所述红外吸收层的吸收率等于或大于预设吸收率阈值。

7.根据权利要求6所述的光谱仪，其特征在于，所述光学隔离层与所述红外吸收层的厚度满足：

n_Gt_G+n_At_A＝m×λ₀；

其中，n_G代表光学隔离层的厚度，t_G代表光学隔离层的折射率，n_A代表红外吸收层的厚度，t_A代表红外吸收层的折射率，λ₀代表待检测波段的中心波长。

8.根据权利要求6所述的光谱仪，其特征在于，所述红外感光元件还包括条状电极；

所述条状电极设置于所述红外吸收层朝向所述衬底的一侧，且位于所述红外吸收层的相对两边缘位置处，与所述红外吸收层电接触。

9.根据权利要求8所述的光谱仪，其特征在于，所述条状电极朝向所述衬底的一侧表面与所述红外吸收层朝向所述衬底的一侧表面平齐，且所述条状电极的厚度等于或小于所述红外吸收层的厚度。

10.根据权利要求8所述的光谱仪，其特征在于，在所述光学隔离层设置于所述布拉格反射镜与所述红外吸收层之间的所述红外感光元件中，所述红外感光元件还包括电学隔离层；

所述电学隔离层位于所述红外吸收层背离所述条状电极的一侧，用于实现所述全反射电极层与所述条状电极之间的电隔离。

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