包括分色光束组合器和分离器的光学吸收光谱法系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及光学吸收光谱法系统。
【背景技术】
[0002]通常，传统光学吸收谱仪使用一个光源，其可以选自多个可能的光源当中并且纳入到光学吸收光谱法系统中，以执行特定样本的光谱化学分析。所选择的光源的类型和特性取决于要用于光谱化学分析的光的具体波长和/或波长范围。
[0003]当不同的实验需要不同的光波长和/或光波长范围时，光源必须在物理上以具有适当特性的另一光源替换。这种处理通常是低效且耗时的，在降低可靠性的同时增加了复杂度和成本。此外，当实验需要来自两个或更多个不同光源的光波长时，光源必须在测量处理期间改变，典型地导致非连续的结果，尤其是在各个光源的各波长范围之间的转变处。
【发明内容】
[0004]在代表性实施例中，一种光学吸收光谱法系统包括:第一光源，其配置为发出具有第一波长范围内的第一波长的第一光；第二光源，其配置为发出具有与所述第一波长范围不同的第二波长范围内的第二波长的第二光；分色光束组合器，其具有预定第一反射/透射转变区域。所述分色光束组合器配置为透射所述第一光的第一部分，并且反射所述第二光的第二部分，以提供组合光。所述光学吸收光谱法系统还包括:波长选择模块，其配置为:将入口小孔处接收到的组合光进行色散，选择作为样本光的色散光的样本波长范围，并且从出口小孔输出具有所选择的样本波长范围的样本光，用于照射样本。
[0005]在另一代表性实施例中，一种光学吸收光谱法系统包括波长选择模块、样本保持器和检测模块。所述波长选择模块配置为将入口小孔处接收到的组合光进行色散，选择作为样本光的色散光的样本波长范围，并且从出口小孔输出具有所选择的样本波长范围的所述样本光。所述样本保持器配置为含有当由来自所述波长选择模块的所述样本光照射时提供测量光的样本。所述检测模块配置为检测所述测量光。所述检测模块包括多个光电检测器，其配置为检测具有不同波长范围内的波长的对应光；以及分色光束分离器，其配置为将具有第一波长范围内的波长的测量光的部分透射到所述光电检测器中的一个，并且将具有第二波长范围内的波长的测量光的部分反射到所述光电检测器中的另一个，其中，所述第一和第二波长范围由所述分色光束分离器的预定第一反射/透射转变区域进行限定。所述光学吸收光谱法系统可以还包括光源模块，其具有多个光源，配置为发出具有不同波长范围内的波长的对应光；以及分色光束组合器，其配置为透射具有第三波长范围内的波长的所述对应光的部分，并且反射具有第四波长范围内的波长的所述对应光的部分，以提供组合光。所述第三和第四波长范围由所述分色光束组合器的预定第二反射/透射转变区域进行限定。
[0006]在另一代表性实施例中，一种光学吸收光谱法系统包括第一、第二和第三光源、第一和第二第一分色光束组合器以及波长选择模块。所述第一光源配置为发出具有第一波长范围内的第一波长的第一光。所述第二光源配置为发出具有与所述第一波长范围不同的第二波长范围内的第二波长的第二光。所述第三光源配置为发出具有与所述第一波长范围和所述第二波长范围不同的第三波长范围内的第三波长的第三光。所述第一分色光束组合器配置为透射所述第一光的部分，并且反射所述第二光的部分，以提供第一组合光。所述第二分色光束组合器配置为透射所述第一组合光的部分，并且反射所述第三光的部分，以提供第二组合光。所述波长选择模块配置为:将入口小孔处接收到的所述第二组合光进行色散，选择作为样本光的色散光的样本波长范围，并且从出口小孔输出具有所选择的样本波长范围的样本光，用于照射样本。
【附图说明】
[0007]当结合附图阅读时，说明性实施例根据以下【具体实施方式】得到最佳地理解。强调的是，各个特征并非一定按比例绘制。实际上，为了讨论的清楚性，尺寸可以任意增加或减少。只要可适用和可行，相同附图标记就指代相同的要素。
[0008]图1是根据代表性实施例的光学吸收光谱法系统的截面图。
[0009]图2是根据代表性实施例的图1的光学吸收光谱法系统的分色光束组合器的截面图。
[0010]图3是根据代表性实施例的图1的光学吸收光谱法系统的分色光束分离器的截面图。
[0011]图4是根据另一代表性实施例的光学吸收光谱法系统的截面图。
【具体实施方式】
[0012]在以下【具体实施方式】中，为了解释而非限制的目的，阐述公开具体细节的说明性实施例以提供对于根据本教导的实施例透彻理解。然而，对于已经受益于本公开的人明显的是，脱离在此所公开的具体细节的根据本教导的其它实施例仍然在所附权利要求的范围内。此外，可以省略公知的设备和方法的描述，以便不会使得示例实施例的描述模糊。这些方法和设备在本教导的范围内。
[0013]光学吸收光谱法系统例如可以用于样本的光谱化学分析。通常，根据各个实施例，光学吸收光谱法系统包括:多个光源，其具有不同的波长范围；光学组合器，其用于组合来自所述多个光源的光；以及谱仪(例如单色仪或多色仪)，其用于接收组合的光。谱仪配置为使得能够从组合的光的组合波长范围选择光的样本波长范围。具有所选择的样本波长范围的样本光照射样本，提供具有测量波长范围(其基本上与样本波长范围相同)的测量光。光学吸收光谱法系统还包括:光学分离器，其将测量光的测量波长范围划分到具有不同波长范围的分离部分。光的分离部分引导到配置为检测对应波长范围的一个或多个不同的光电检测器。光学吸收光谱法系统因此能够收集不同波长范围的光，覆盖比多个光源中任何一个发出的和/或光电检测器中任何一个在其自身上检测到的更宽的波长范围。
[0014]图1是根据代表性实施例的光学吸收光谱法系统的截面图。
[0015]参照图1，光学吸收光谱法系统100包括:光源模块110，其配置为从多个光源输出组合光116 ;谱仪的波长选择模块120，其配置为在入口狭缝或入口小孔121接收组合光116，并且在出口狭缝或出口小孔122输出具有所选择的样本波长范围的样本光123。波长选择模块120例如可以是单色仪或多色仪，尽管可以并入用于选择波长的其它装置而不脱离本教导的范围。样本光123照射样本单元或样本保持器140中的样本。样本保持器140可以配置为容纳各种类型的样本(例如固体、液体和/或气体样本)。在各种配置中，如果在无需样本保持器140的情况下样本另外可以正确地定位(例如在一些固体样本的情况下)，则可以省略样本保持器140。光学吸收光谱法系统100还包括:检测模块130，其配置为检测从样本发出的测量光143，以提供测量结果。测量光143必需包括更少的光被样本吸收的样本光123。测量结果可以转换为数字数据，并且提供给存储器和/或处理器(未示出)以分别用于存储和分析。
[0016]在所描述的实施例中，光源模块110包括第一光源111、第二光源112和分色光束组合器115。第一光源111配置为发出具有第一波长范围中的第一波长的第一光113,第二光源112配置为发出具有第二波长范围中的第二波长的第二光114，其中，第二波长范围与第一波长范围不同。分色光束组合器115经由第一光路从第一光源111接收第一光113，并且经由第二光路从第二光源112接收第二光114。分色光束组合器115配置为:将第一光113的至少一部分透射并且将第二光114的至少一部分反射到波长选择模块120的入口小孔121作为组合光116。
[0017]为了说明的目的，第二光源112相对于第一光源111而定位，使得第二光路基本上与第一光路垂直，分色光束组合器115以关于第一和第二光路基本上45度角而定向。当然，第一光源111 (以及对应的第一光路)、第二光源112 (以及对应的第二光路)和分色光束组合器115的相对定位可以变化，例如，以容纳不同的设置，调整焦点位置和/或提供尽可能多的来自第一和第二和第三光源111和112中每一个的光(或将每个波长范围尽可能多的传送到第一和第二光电检测器131和132中的每一个)，如本领域技术人员应理解的那样。
[0018]分色光束组合器115包括预定第一反射/透射转变区域，使得接收到的光依据光波长对于第一反射/透射转变区域的关系而由分色光束组合器115反射或透射。例如，第一反射/透射转变区域之上的光波长(即较长波长)可以占优地透射通过分色光束组合器115，而第一反射/透射转变区域之下的光波长(即较