面反射镜2的焦点处，为了提高光源I的光利用率，抛物面反射镜2具有较短的有效焦距。光源I发出的近红外光束经过抛物面反射镜2的离轴反射，形成平行光束。样品池3处放置待测样品，为了采集样品的透射近红外光信号。线性渐变滤光片LVF 4构成分光系统，通过不同位置处的不同滤光特性对近红外光束进行分光，使得近红外光束在空间内分成具有不同波长的近红外光。
[0030]其中，线性渐变滤光片LVF 4主要基于法布里-珀罗干涉原理的薄膜带通滤光片的中心波长与薄膜的厚度呈线性关系，因此，通过线性地控制沿着滤光片长度方向的镀膜的厚度，形成楔形，可以使得滤光片的中心波长沿着长度方向线性地渐变，从而在滤光片长度方向上实现分光作用。
[0031]阵列式探测器5可以使用InGaAs阵列探测器，检测入射到不同位置处的不同波长的红外光信号。
[0032]本发明实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外，其他器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。
[0033]实施例2
[0034]一种基于线性渐变滤光片的微型固化近红外光谱仪，参见图2，该微型固化近红外光谱仪采样方式为反射式，包括:光源1、抛物面反射镜2、样品池3、线性渐变滤光片LVF4、阵列式探测器5以及直角三棱镜6。
[0035]由光源I产生近红外光束，抛物面反射镜2对近红外光束进行离轴反射，产生平行光束；
[0036]直角三棱镜6具有高折射率，使得近红外光束在直角三棱镜6的斜边处发生一次全内反射TIR;样品池3放置待测样品，采集反射的近红外光信号。线性渐变滤光片LVF 4构成分光系统，通过滤光特性沿某一方向的渐变对近红外光信号进行分光。阵列式探测器5检测入射到不同位置处的不同波长的近红外光信号。
[0037]下面详细描述本实施例中的微型固化近红外光谱仪的工作原理:
[0038]光源I可以使用卤素灯，产生覆盖波长范围780-2500nm的近红外光束。光源I位于抛物面反射镜2的焦点处，为了提高光源I的光利用率，抛物面反射镜2具有较短的有效焦距。光源I发出的近红外光束经过抛物面反射镜2的离轴反射，形成平行光束。
[0039]直角三棱镜6具有高折射率，在直角三棱镜6与样品池3的界面处，由于棱镜的折射率远大于样品的折射率，会发生一次全内反射TIR，根据衰减全反射ATR作用，可以采集样品的反射近红外光束。经过直角三棱镜6的入射光束和出射光束均与入射面和出射面垂直。
[0040]样品池3处放置待测样品，为了采集样品的透射近红外光信号。线性渐变滤光片LVF4构成分光系统，通过不同位置处的不同滤光特性对近红外光束进行分光，使得近红外光束在空间内分成具有不同波长的近红外光。
[0041]阵列式探测器5可以使用InGaAs阵列探测器，检测入射到不同位置处的不同波长的红外光信号。
[0042]本发明实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外，其他器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。
[0043]本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0044]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于线性渐变滤光片的微型固化近红外光谱仪，包括:光源，其特征在于，所述微型固化近红外光谱仪还包括:抛物面反射镜、样品池、线性渐变滤光片和阵列式探测器； 所述光源产生近红外光束，所述抛物面反射镜对所述近红外光束进行离轴反射，产生平行光束；所述样品池放置待测样品，采集透射的近红外光信号； 所述线性渐变滤光片构成分光系统，通过滤光特性对所述近红外光信号进行分光；所述阵列式探测器检测入射到不同位置处的不同波长的近红外光信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于线性渐变滤光片的微型固化近红外光谱仪，其特征在于，所述微型固化近红外光谱仪的采样方式为透射式。
3.一种基于线性渐变滤光片的微型固化近红外光谱仪，包括:光源，其特征在于，所述微型固化近红外光谱仪还包括:抛物面反射镜、直角三棱镜、样品池、线性渐变滤光片和阵列式探测器； 所述光源产生近红外光束，所述抛物面反射镜对所述近红外光束进行离轴反射，产生平行光束； 所述近红外光束在所述直角三棱镜的斜边处发生一次全内反射；所述样品池放置待测样品，采集反射的近红外光信号； 所述线性渐变滤光片构成分光系统，通过滤光特性对所述近红外光信号进行分光；所述阵列式探测器检测入射到不同位置处的不同波长的近红外光信号。
4.根据权利要求3所述的一种基于线性渐变滤光片的微型固化近红外光谱仪，其特征在于，所述微型固化近红外光谱仪的采样方式为反射式。
5.根据权利要求1或3所述的一种基于线性渐变滤光片的微型固化近红外光谱仪，其特征在于，所述阵列式探测器为InGaAs阵列探测器。
【专利摘要】本发明公开了一种基于线性渐变滤光片的微型固化近红外光谱仪，涉及光谱分析仪器技术领域，包括：光源，所述微型固化近红外光谱仪还包括：抛物面反射镜、样品池、线性渐变滤光片和阵列式探测器；所述光源产生近红外光束，所述抛物面反射镜对所述近红外光束进行离轴反射，产生平行光束；所述样品池放置待测样品，采集透射的近红外光信号；所述线性渐变滤光片构成分光系统，通过滤光特性对所述近红外光信号进行分光；所述阵列式探测器检测入射到不同位置处的不同波长的近红外光信号。本发明实现了近红外光谱仪内部元器件的固定化和内部光路的简单化、紧凑化，具备了微型固化的特点，提高了近红外光谱仪的便携性和稳定性。
【IPC分类】G01N21-359
【公开号】CN104568826
【申请号】CN201510032413
【发明人】王慧捷, 李奇峰, 王洋, 陈达
【申请人】天津大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月22日