一种主动照明的光谱探测仪的制作方法

文档序号:17752044发布日期:2019-05-24 21:02阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种主动照明的光谱探测仪,它包括防尘遮光模块(1)、光谱分析模块(2)、数据采集与控制模块(3);其特征在于:

所述的防尘遮光模块(1)由仪器上盖(101)和仪器下盖(102)组成;仪器上盖(101)保护防止灰尘污染光路并方便待测样品的放置;仪器下盖(102)保护防止外界因素污染电路并同时固定封装电路;当仪器探测时直接通过仪器上盖(101)上预留的样品孔放置样品进行探测;

所述的光谱分析模块(2)由主动会聚光源(201)、载物台(202)、待测物(203)、垂直反射镜(204)、准直透镜组(205)、起偏格兰棱镜(206)、声光可调滤光器(207)、检偏格兰棱镜(208)、会聚透镜组(209)、水平反射镜(210)、探测器(211)、光学底板(212)和支撑柱(213)组成;

光谱探测仪工作时,将待测物(203)放置于载物台(202)上,开启主动会聚光源(201),主动会聚光源(201)出射的光线经过垂直反射镜(204)向上会聚于载物台(202)上的待测物(203)上,主动会聚光源(201)的会聚光束经过待测物或标准板(203)后产生散射光,散射光经过垂直反射镜(204)进入准直透镜组(205)准直,准直后的光经过起偏格兰棱镜(206)后形成水平或竖直方向线偏光,该线偏光经过声光可调滤光器(207)后再经过检偏格兰棱镜(208),检偏格兰棱镜(208)的方向与起偏格兰棱镜(206)的方向正交;当声光可调滤光器(207)未工作时,准直光无法通过检偏格兰棱镜(208),当声光可调滤光器(207)在某一射频频率下工作时,某一波长的光会发生衍射,衍射光的偏振方向与检偏格兰棱镜(208)的方向一致,该衍射光经过检偏格兰棱镜(208)、会聚透镜组(209)后,再通过水平反射镜(210)将光线水平折返,被探测器(211)探测到,通过改变射频驱动信号的频率实现对不同波长的探测,从而完成散射光的光谱曲线探测;光学零件都固定在光学底板(212)上,载物台(202)通过支撑柱(213)固定在光学底板(212)上;

所述的数据采集与控制模块(3)由电源及控制电路板(3-1)、射频功率放大器(3-2)、支撑结构(3-3)、散热风扇(3-4)组成,电源及控制电路板(3-1)由电源电路(311)、FPGA电路(312)、射频驱动信号发生电路(313)、光源调节控制电路(314)、信号处理电路(315)、探测器温控电路(316)、温度信息采集电路(317)和通信电路(318)组成;其中电源电路(311)将供电转化为二次电源,满足数据采集与控制模块(3)各单元的供电需求;由通信电路(318)接收指令通过FPGA电路(312)控制光谱采集系统工作;FPGA电路(312)控制射频驱动信号发生电路(313)产生所需频率的射频信号,通过射频功率放大器(3-2)放大,施加于声光可调滤光器(207);FPGA电路(312)控制射频驱动信号发生电路(313)产生射频通道选择信号至射频功率放大器(3-2)选择射频信号输出通道,满足仪器光谱选择的需求;FPGA电路(312)控制光源调节控制电路(314)实现对光源强度的调节;FPGA电路(312)控制信号处理电路(315)处理并采集来自于探测器(211)的红外光谱信号,并通过通信电路(318)输出;FPGA电路(312)控制探测器温控电路(316)稳定探测器(210)的制冷温度;FPGA电路(312)控制温度信息采集电路(317)和温度信息收集电路(319)获取重要部件的实时温度。

2.根据权利要求1所述的一种主动照明的光谱探测仪,其特征在于:所述的主动会聚光源(201)为宽光谱光源,其光谱曲线覆盖待测光谱的波长范围。

3.根据权利要求1所述的一种主动照明的光谱探测仪,其特征在于:所述的声光可调滤光器(207)的工作光谱覆盖待测光谱的范围。

4.根据权利要求1所述的一种主动照明的光谱探测仪,其特征在于:所述的探测器(211)的工作光谱覆盖待测光谱的范围。

5.根据权利要求1所述的一种主动照明的光谱探测仪,其特征在于:所述的载物台(202)为透射玻璃窗口,该透射玻璃窗口波长透射曲线需要覆盖待测光谱的波长范围,载物台(202)的平行度优于10″,通光面面形偏差RMS值优于λ/10@632.8nm。

6.根据权利要求1所述的一种主动照明的光谱探测仪,其特征在于:所述的待测物(203)为标准定标板时,系统处于定标模式,光谱探测模式采集的光谱曲线与定标模式的光谱曲线需要进行比对,比对结果反映被测物的光谱特性。

7.根据权利要求1所述的一种主动照明的光谱探测仪,其特征在于:所述的起偏格兰棱镜(206)的光谱响应范围覆盖待测光谱的波长范围,消光比优于1000:1。

8.根据权利要求1所述的一种主动照明的光谱探测仪,其特征在于:所述的检偏格兰棱镜(208)的光谱响应范围覆盖待测光谱的波长范围,消光比优于1000:1。

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