样品测量池的制作方法_3

文档序号:9685751阅读:来源:国知局
大或者随传播距离的增大而增大,光斑最小处的位置称为束腰位置。为了使得分布在棱镜102上的光斑较小,本实施方式将光斑的束腰位置设置在了反射腔101的内部,即所述入射光L的光斑的束腰位置位于所述反射腔101的内部。由于反射腔101是对称的,当束腰位置位于反射腔101内部时,光斑反复经过“会聚-发散-会聚-发散”的过程,可实现在棱镜102上的所有光斑的尺寸均较小,因此,通过将束腰位置设置在反射腔101的内部,可实现棱镜102上的光斑较小的效果,从而进一步提高棱镜102的表面利用率。
[0035]在本实施方式中,棱镜102的外观形状不限,例如设计为圆形、方形等均可。棱镜102的非平面的形式不限,例如可为球面、柱面、二次曲面、自由曲面、非球面等,但不以此为限。棱镜102之间的放置位置不限,即棱镜102相互之间的距离,角度等关系可按实际情况而定,例如棱镜102之间可以具有夹角。棱镜102的数量不限,组成样品测量池100的棱镜102可以多于两个,甚至是阵列器件的形式,如果是多个棱镜102,则包括棱镜102的排布形式,例如可以排布在一个圆周上,但不以此为限。棱镜102的尺寸大小不限,例如同一个样品测量池100中的棱镜102可以不等大。棱镜102也可与其他元器件搭配使用,例如将棱镜102与反射镜配合使用。多个棱镜102也可以做在一个整体上。入射光L的入射及出射方式不限,例如入射光L可以从棱镜102的侧边或通光孔进出。
[0036]如图7所示,本实施方式的样品测量池100还包括光源200及探测器300,光源200用于发射入射光L,探测器300用于接收从样品测量池100中出射的光线,每次从样品测量池100出射的光线都会经由透镜500会聚进入探测器300,待测样品例如为固体、气体、液体、液晶、生物组织等,但不以此为限。
[0037]本发明的样品测量池100的测量流程模块图如图8所示,所述测量流程模块图包括但不限于光源控制模块10、光源模块11、外光路调整模块12、样品测量池100、样品测量池监测模块13、样品测量池控制模块18、样品预处理模块14、光电探测模块15、数据采集和处理模块16、数据和图像输出模块17。需要特别说明的时,图8中所示的各测量模块可根据实际测量需求进行适当的增加或减少,如待测样品不需要预处理时,样品预处理模块14可以省略。
[0038]本实施方式的各个模块的工作原理或功能如下所述:
光源控制模块10:所述光源控制模块10用于控制光源模块11的打开或关闭、频率调制、电流调谐、温度调谐等功能;
光源模块11:所述光源模块11根据探测技术和使用要求的不同可以有不同的形式,包括但不限于激光光源、宽带光源、不同频率激光光源的组合,激光光源和宽带光源的组合等;
外光路调整模块12:所述外光路调整模块12用于改变光的偏振性质、光束的发散角、光场的能量分布等,并反馈信号给光源控制模块10。所述外光路调整模块12包括但不限于起偏装置、光学耦合、切光装置等;
样品测量池100:所述样品测量池100为光学延迟系统,用于增加光的传播路径、增加光程,提高系统测量灵敏度,所述样品测量池100包括但不限于多次反射室、光学谐振腔等;
样品测量池监测模块13:所述样品测量池监测模块13用于监控反射腔101的工作状态、故障告警、在线实时标定样品测量池100的等效吸收光程,并提供监测信号给样品测量池控制模块18 ;
样品测量池控制模块18:所述样品测量池控制模块18用于根据样品测量池监测模块13提供的监测信号在线实时校正样品测量池100内光学器件的相对位置关系,样品测量池控制模块18包括但不限于至少一块PZT或其他具有平移旋转功能的机械结构或装置或其组合来实现,从而改变样品测量池100光学器件的相对位置关系;
样品预处理模块14:所述样品预处理模块14用于对待测样品进行预处理,所述样品预处理模块14包括但不限于加热待测样品、滤除样品中的水分、滤除样品中与测量无关的其他杂质、滤除粉尘等;
光电探测模块15:所述光电探测模块15用于接收和探测样品测量池100输出的光信号,并将光信号转化成电信号,进行信号的滤波、放大、模数转换等处理;
数据采集和处理模块16:所述数据采集和处理模块16采集转化后的光电数字信号,并进行平均、浓度计算等光谱信号处理;
数据和图像输出模块17:所述数据和图像输出模块17用于输出样品的光谱线、分子光谱吸收强度、浓度值等数据和图像信息。需要说明的是,所述数据和图像输出模块17的设置是为了显示元素浓度等信息,其形式和结构不受限制。
[0039]本发明的样品测量池100根据反射结构102的数量、位置、形式等具体情况的不同,可以有多种实施方式,下面就具体说明本发明的其他实施方式,但本发明的实施方式并不以具体举例的数量为限,为说明方便,已省略部分元件,且相同的元件使用相同的标号。
[0040]如图9所示,本实施方式中,样品测量池100包含两个棱镜102,且将两个棱镜102的其中之一棱镜102的接触面1021设置为非平面。
[0041]如图10所示,本实施方式中,样品测量池100包含两个棱镜102,且将两个棱镜102的其中之一棱镜102的一个反射面1022设置为非平面,同时,将其中另一的棱镜102的一个反射面1022也设置为非平面。
[0042]如图11所示,本实施方式中,样品测量池100包含两个棱镜102,且将两个棱镜102的其中之一棱镜102的接触面1021设置为非平面,同时,将其中另一的棱镜102的接触面1021设置为非平面。
[0043]如图12所示,本实施方式中,样品测量池100包含两个棱镜102,且将两个棱镜102的其中之一棱镜102的两个反射面1022设置为非平面。
[0044]如图13所示,本实施方式中,样品测量池100包含两个棱镜102,且将两个棱镜102的四个反射面1022均设置为非平面。
[0045]如图14所示,本实施方式中,样品测量池100包含两个棱镜102,且将两个棱镜102的其中之一棱镜102的一个反射面1022设置为非平面,但两个棱镜102的其中之一棱镜102的尺寸小于其中另一棱镜102的尺寸,如此,入射光L可从两个棱镜102的非重叠部分入射。
[0046]如图15所示,本实施方式中,样品测量池100包含两个棱镜102,棱镜102的接触面1021均为非平面,非平面例如可为球面、柱面、二次曲面、自由曲面、非球面等,但不以此为限,在两个棱镜102的至少其中之一上可设置有通光孔,两个棱镜102之间形成第一夹角Θ,第一夹角Θ的范围可为0° -360° (包括0° ),通过角度的调节,可控制光线传播路径,使得样品测量池100的通用性更强,且可使得棱镜102起反射作用的面的可利用面积更广。所述第一夹角Θ定义为棱镜102的轴线之间的夹角,棱镜102的轴线定义为:棱镜102的两个反射面1022的交线或反射面1022的延长面的交线。如图15及图16所示,两个棱镜102其中之一棱镜102的两个反射面1022的交线为第一交线10251,两个棱镜102其中另一棱镜102的两个反射面1022的交线为第二交线10252,第一交线10251及第二交线10252之间的夹角即为第一夹角Θ。
[0047]在本发明另一实施方式中,所述反射结构102可为两个相对设置的二镜反射镜102’,二镜反射镜102’是指光线在反射镜102’内部反射两次的反射镜102’。如图17所示,本实施方式以两个反射镜102’为例,两个反射镜102’分别设置于所述反射腔101’的边界,每一反射镜102’包含两个接触面1021’及两个反射面1022’,所述接触面1021’接触所述待测样品,所述反射面1022’远离所述待测样品,所述两个反射面1022’交界处形成一交界区域1025’,所述入射光L配置为当所述入射光L于所述样品测量池100’内传播时,所述入射光L的传播路径沿着所述交界区域1025’延伸。在本实施方式中,反射镜102’的两个反射面1022’上均镀有反射膜。
[0048]如图18所示,所述反射镜102’形成第
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