本实用新型属于光谱成像技术领域，具体涉及一种带有鲍威尔棱镜的紧凑型线光谱仪。
背景技术：
在完整的生物标本检测，农业遥感和环境监测方向，光谱检测正在迅速发展。光谱检测在研究待检测样品组成上非常有效。分析光谱数据有很多优点，如非侵入性，高灵敏度，以及最小样品制备。例如，荧光光谱已经被证明可用于研究小鼠体内纳米颗粒的代谢过程。拉曼光谱可用于快速检测水果和蔬菜中的农药残留。
近来，使用单像素检测系统捕获图像的技术已经有了快速发展。例如，Soldevila等人用8nm光谱分辨率进行了基于纤维光谱仪和DMD光谱成像。采用时间分辨光谱仪作为单像素检测器，Pian等人发明了高光谱时间分辨光谱成像系统。单像素成像技术依赖于结构光进行信号采集，以及压缩感知算法来重建图像。然而，单像素检测器的检测区域的修正的研究较少。通常，单像素检测器可以收集圆形区域光，取决于检测器前面的球面透镜。当在单像素检测系统中使用鲍威尔棱镜时，检测到的区域可以变成矩形空间。矩形空间的长宽比约为86.6，检测区域可以被认为是线性的。
基于以上背景，本发明一种新型的成像光谱系统，结合了光谱仪、光管、鲍威尔棱镜、聚焦双透镜，把光谱仪得到的光谱数据传输到数据终端。设计一款成像光谱仪，可以随时通过该装置检测到生物样本的光谱信息。
技术实现要素：
1、实用新型目的。
本实用新型提供了一种带有鲍威尔棱镜的紧凑型线光谱仪，用于待检测样品的非侵入性检测，依靠鲍威尔棱镜可进行快速线检测。
2、本实用新型所采用的技术方案。
本发明提出一种带有鲍威尔棱镜的紧凑型线光谱仪，包括鲍威尔棱镜、双胶合透镜、紧凑型衍射光栅光谱仪，所述的双胶合透镜置于光管内部，所述的紧凑型衍射光栅光谱仪上设置外螺纹端口，所述光管的一端通过螺纹孔连接到紧凑型衍射光栅光谱仪的外螺纹端口上，所述的紧凑型衍射光栅光谱仪上相对于双胶合透镜的方向设置狭缝，双胶合透镜的焦点与光谱仪的狭缝位置重合，发射的光信号由鲍威尔棱镜收集后，穿过双胶合透镜，然后通过紧凑型衍射光栅光谱仪检测。
更进一步，所述的发射光信号的区域为线性区域，线性区域光信号位于鲍威尔棱镜上部空间。
更进一步，所述的鲍威尔棱镜安装在平移支架上，光管的另一端连接到用于固定鲍威尔透镜的平移支架上
更进一步，所述鲍威尔透镜将线性区域发出的一个准直激光束扩束成一维直线激光线。
更进一步，所述鲍威尔透镜将线性区域发射的光信号转换为准直光。
3、本实用新型所产生的技术效果。
(1)本实用新型提出的带有鲍威尔透镜的光谱仪，使用LD光谱仪，将来自线区域上所有点的光信号同时收集并聚焦到光谱仪的狭缝上，然后光谱仪获取来自所有点的光谱信号的积分的光谱数据。以这种方式，可以实现快速线检测。
(2)本实用新型所提出的新型线光谱仪融合了鲍威尔透镜，鲍威尔棱镜的存在使得系统在较大距离处具有更好的测量效率，可以通过应用效率阈值来选择有效检测的区域。因此，检测线的全长有效增长。
(3)本实用新型结合了鲍威尔棱镜，减小了检测线的宽度；较小的检测线宽度表示LD光谱仪的更好的空间扫描分辨率；每个频谱是线性积分光谱，其包含相应检测线区域中的所有光学信息。
附图说明
图1是本实用新型的带有鲍威尔棱镜的紧凑型线光谱仪光路示意图。
图2是本实用新型的带有鲍威尔棱镜的紧凑型线光谱仪结构示意图。
紧凑型衍射光栅光谱仪1、双胶合透镜2、鲍威尔棱镜3、光管4、外螺纹端口5、平移支架6、线性区域光信号7
具体实施方式
实施例1
下面结合附图对本实用新型进行进一步详述：
本发明提出一种带有鲍威尔棱镜的紧凑型线光谱仪，包括鲍威尔棱镜3、双胶合透镜2、紧凑型衍射光栅光谱仪1，所述的双胶合透镜2置于光管4内部，所述的紧凑型衍射光栅光谱仪1上设置外螺纹端口5，所述光管4的一端通过螺纹孔连接到紧凑型衍射光栅光谱仪的外螺纹端口5上，所述的紧凑型衍射光栅光谱仪1上相对于双胶合透镜2的方向设置狭缝，双胶合透镜的焦点与光谱仪的狭缝位置重合，发射的光信号由鲍威尔棱镜3收集后，穿过双胶合透镜2，然后通过紧凑型衍射光栅光谱仪1检测。所述的发射光信号的区域为线性区域7，线性区域光信号7位于鲍威尔棱镜3上部空间。所述的鲍威尔棱镜3安装在平移支架6上，光管4的另一端连接到用于固定鲍威尔透镜的平移支架6上。
所述鲍威尔透镜将线性区域发出的一个准直激光束扩束成一维直线激光线或者将线性区域发射的光信号转换为准直光。
实施例2
狭缝位于在光谱仪内，位置和双胶合透镜的焦点重合，光管4内部设置双胶合透镜2，如图1至图2所示，一种带有鲍威尔棱镜的紧凑型线光谱仪，由紧凑型衍射光栅光谱仪1(LD光谱仪)、光管4、鲍威尔棱镜3、双胶合透镜2和平移支架6组成，所述光管4的一端通过螺纹孔连接到紧凑型衍射光栅光谱仪的外螺纹端口5，光管的另一端连接到用于固定鲍威尔透镜的平移支架6上，从线性区域发射的光信号由鲍威尔棱镜收集后，穿过双透镜，然后通过紧凑型衍射光栅光谱仪检测。
使用紧凑型衍射光栅光谱仪作为检测模块。然后使用光管来控制双胶合透镜。通常，使用鲍威尔透镜可以将一个准直激光束扩束成一维直线激光线。基于光的可逆性质，鲍威尔棱镜还可以将从线性区域发射的光转换为准直光。然后将该准直光通过双胶合透镜聚焦到光谱仪的狭缝中，然后通过光谱仪检测。
检测系统中使用鲍威尔棱镜时，检测到的区域可以变成矩形空间，检测区域可以被认为是线性的。鲍威尔棱镜将从“线性区域”发射的光转换为准直光，然后将其通过双透镜聚焦到光谱仪的狭缝上。该LD光谱仪利用鲍威尔棱镜来校准从线性区域发射的光和利用双透镜将光聚焦在狭缝上。当聚焦光通过光谱仪中的狭缝，衍射模块和检测模块后，可以在数据采集系统上获得一个光谱信号。通常，检测样本由多个不同的分量组成。因此，光谱信号是来自所有这些元素的反射(或荧光)光的混合。
基于检测到的光谱，我们可以从线性区域收集光谱信号，提供估计待检测样品的组成的能力。通过光谱仪的手动扫描，能够进行定量分析和材料鉴定，以香蕉为例，可以监测香蕉样品中的叶绿素和类胡萝卜素，还可以扫描香蕉样品并鉴定香蕉样品处于成熟度的哪个阶段。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。