基于光纖束的多通道光譜儀系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于光纖束的多通道光譜儀系統(tǒng)，包括光纖束單元、聚焦透鏡單元、光譜單元和探測器單元；其中，所述光纖束單元，用于收集多個(gè)樣品發(fā)出的光信號(hào)或者漫反射光信號(hào)；所述聚焦透鏡單元，用于將所述光纖束單元收集的光信號(hào)或者漫反射信號(hào)匯聚到所述光譜單元的狹縫；所述光譜單元，用于將進(jìn)入所述狹縫的光信號(hào)進(jìn)行色散分光；所述探測器單元，用于采集色散分光后的光信號(hào)或者漫反射信號(hào)。本實(shí)用新型靈活方便，可以采集樣品多個(gè)點(diǎn)的光譜信息提高成像的速度。
【專利說明】
基于光纖束的多通道光譜儀系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及光譜成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于光纖束的多通道光譜儀系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光譜成像技術(shù)在航天航空遙感成像方面的廣泛應(yīng)用，例如通過飛行器搭載，可以應(yīng)用于礦產(chǎn)與石油資源探測、水質(zhì)及大氣污染監(jiān)測、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和林業(yè)等領(lǐng)域。目前，光譜成像技術(shù)已經(jīng)逐步滲透到生物醫(yī)學(xué)、藝術(shù)品防偽鑒定、食品安全監(jiān)測、疾病的控制與治療等民用領(lǐng)域。
[0003]光譜成像技術(shù)從原理上分為多種，其中色散型成像光譜儀是最早提出并獲得實(shí)用化的成像光譜儀器，但是上述成像光譜儀器僅能夠測量的樣品有限，且樣品與光譜儀的位置比較固定影響光譜儀的使用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型提供一種基于光纖束的多通道光譜儀系統(tǒng)，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中無法采集樣品多個(gè)采樣點(diǎn)以及采樣不方便的問題。
[0005]第一方面，本實(shí)用新型提供了一種基于光纖束的多通道光譜儀系統(tǒng)，包括光纖束單元、聚焦透鏡單元、光譜單元和探測器單元;其中，
[0006]所述光纖束單元，用于收集多個(gè)樣品發(fā)出的光信號(hào)或者漫反射光信號(hào)；
[0007]所述聚焦透鏡單元，用于將所述光纖束單元收集的光信號(hào)或者漫反射信號(hào)匯聚到所述光譜單元的狹縫；
[0008]所述光譜單元，用于將進(jìn)入所述狹縫的光信號(hào)進(jìn)行色散分光；
[0009]所述探測器單元，用于采集色散分光后的光信號(hào)或者漫反射信號(hào)。
[0010]可選地，所述光纖束單元為多根光纖束在同一平面上緊密排布形成的光纖束排。
[0011]可選地，所述光纖束排的第一端的多根光纖束呈散開狀，第二端的多根光纖束粘結(jié)固定。
[0012]可選地，位于所述第一端的多根光纖束的前端安裝有物鏡。
[0013]可選地，所述探測器單元包括多列像元，每一列像素對(duì)應(yīng)一列光譜曲線。
[0014]可選地，所述聚焦透鏡單元為單透鏡、組合透鏡和透鏡組合中的一種或者多種。
[0015]可選地，所述探測器單元為二維面陣探測器。
[0016]由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型將光纖的靈活性和光譜系統(tǒng)結(jié)合，可以同時(shí)探測多個(gè)樣品點(diǎn)的光譜信息。同時(shí)還兼顧了靈活性和多點(diǎn)成像的速度。
【附圖說明】

[0017]通過參考附圖會(huì)更加清楚的理解本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行任何限制，在附圖中:
[0018]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于光纖束的多通道光譜儀系統(tǒng)原理圖；
[0019]圖2是圖1所示多通道光譜儀系統(tǒng)中光纖束單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0021]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種基于光纖束的多通道光譜儀系統(tǒng)，如圖1所示，包括光纖束單元1、聚焦透鏡單元2、光譜單元3和探測器單元4;其中，
[0022]光纖束單元I，用于收集多個(gè)樣品發(fā)出的光信號(hào)或者漫反射光信號(hào)；
[0023]聚焦透鏡單元2，用于將光纖束單元I收集的光信號(hào)或者漫反射信號(hào)匯聚到光譜單元3的狹縫31 ；
[0024]光譜單元3，用于將進(jìn)入狹縫31的光信號(hào)進(jìn)行色散分光；
[0025]探測器單元4，用于采集色散分光后的光信號(hào)或者漫反射信號(hào)。
[0026]需要說明的是，本實(shí)用新型實(shí)施例中，光纖束單元1、聚焦透鏡單元2、光譜單元3設(shè)置在相同的光路上，探測器單元4位于光路的末端以采集色散分光后的光信號(hào)或者漫反射信號(hào)。
[0027]本實(shí)用新型實(shí)施例中光纖束單元I為多根光纖束在同一平面上緊密排布形成的光纖束排。如圖2所示，光纖束排的第一端11的多根光纖束呈散開狀，每一根光纖束包括至少兩根光纖，在每根光纖的前端安裝有物鏡112。需要說明的是，該物鏡112的尺寸需要與光纖的尺寸相適應(yīng)。光纖束排的第二端12的多根光纖束緊密排列以使光線能夠呈面狀出射。
[0028]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例中聚焦透鏡單元2可以采用單透鏡、組合透鏡和透鏡組合中的一種或者多種。實(shí)際應(yīng)用中，單透鏡是指單個(gè)透鏡。組合透鏡是指幾個(gè)單透鏡按照預(yù)設(shè)位置固定后所形成的成套的透鏡，為一個(gè)整體無法分開。透鏡組合是指多個(gè)單透鏡或者多個(gè)組合透鏡相互作用形成的具有透鏡功能的組合，該透鏡組合分開后還可以按照自身的功能繼續(xù)使用。
[0029]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例中光譜單元3包括狹縫31、棱鏡32和光柵33。狹縫31設(shè)置在位于光路上的聚焦透鏡單元2的出光方向。該狹縫31可以采用狹縫光柵實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型實(shí)施例中棱鏡32采用兩塊，將光柵33設(shè)置上述兩塊棱鏡32的中間位置。實(shí)際應(yīng)用中，上述狹縫31與上述光纖排的第二端12位于同一個(gè)光平面，這樣可以使盡可能多的光信號(hào)通過光譜單元3。
[0030]本實(shí)用新型提供的基于光纖束的多通道光譜儀系統(tǒng)的工作原理如下:光纖束單元I通過設(shè)置在每根光纖前端的物鏡收集來自樣品的光信號(hào)或者漫反射信號(hào)，然后將上述光信號(hào)與漫反射信號(hào)通過光纖傳導(dǎo)至該光纖束單元I的第二端12。位于光纖整單元的第二端12的聚焦透鏡單元2將從上述第二端12出射的光信號(hào)或者漫反射信號(hào)匯聚到光譜單元3。位于前端的棱鏡32透過狹縫31的光信號(hào)進(jìn)行色散分光后透過光柵33。透過光柵33的光信號(hào)繼續(xù)透過位于后端的棱鏡32，由該棱鏡繼續(xù)色散分光后傳導(dǎo)到探測器單元4的表面。探測器單元包括多列像元，并且第一列像元對(duì)應(yīng)一列光譜曲線。該探測器單元4將采集的色散分光后的光信號(hào)傳輸?shù)教幚韱卧蛘唢@示單元(圖中未示出)進(jìn)行處理或者顯示。
[0031]本實(shí)用新型實(shí)施例中通過設(shè)置光纖束單元可以調(diào)節(jié)光纖前端的物鏡，從而可以收集多個(gè)樣品發(fā)出的光信號(hào)或者漫反射信號(hào);通過聚焦透鏡單元的匯聚后由光譜單元進(jìn)行色散分光，最后利用探測器單元采集光信號(hào)或者漫反射信號(hào)。可見，本實(shí)用新型提供的系統(tǒng)可以同時(shí)采集多個(gè)樣品的光信號(hào)，可以發(fā)揮光纖的靈活性，進(jìn)而同時(shí)采集到多個(gè)樣品的光譜成像。
[0032]在本實(shí)用新型中，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。術(shù)語“多個(gè)”指兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確的限定。本實(shí)用新型實(shí)施例中，術(shù)語“左”、“右”、“上”、“下”僅是按照附圖中的位置進(jìn)行說明的。
[0033]雖然結(jié)合附圖描述了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下做出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權(quán)利要求所限定的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于光纖束的多通道光譜儀系統(tǒng)，其特征在于，包括光纖束單元、聚焦透鏡單元、光譜單元和探測器單元;其中， 所述光纖束單元，用于收集多個(gè)樣品發(fā)出的光信號(hào)或者漫反射光信號(hào)； 所述聚焦透鏡單元，用于將所述光纖束單元收集的光信號(hào)或者漫反射信號(hào)匯聚到所述光譜單元的狹縫； 所述光譜單元，用于將進(jìn)入所述狹縫的光信號(hào)進(jìn)行色散分光； 所述探測器單元，用于采集色散分光后的光信號(hào)或者漫反射信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道光譜儀系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖束單元為多根光纖束在同一平面上緊密排布形成的光纖束排。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多通道光譜儀系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖束排的第一端的多根光纖束呈散開狀，第二端的多根光纖束粘結(jié)固定。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多通道光譜儀系統(tǒng)，其特征在于，位于所述第一端的多根光纖束的前端安裝有物鏡。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道光譜儀系統(tǒng)，其特征在于，所述探測器單元包括多列像元，每一列像元對(duì)應(yīng)一列光譜曲線。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道光譜儀系統(tǒng)，其特征在于，所述聚焦透鏡單元為單透鏡、組合透鏡和透鏡組合中的一種或者多種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道光譜儀系統(tǒng)，其特征在于，所述探測器單元為二維面陣探測器。
【文檔編號(hào)】G01N21/25GK205719258SQ201620609277
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月20日
【發(fā)明人】張立福, 張紅明, 張霞, 楊杭, 王楠
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所