[发明专利]具有多个光电探测器的扫描光谱仪

权利要求书

1.一种用于测量具有频率范围Δf的光的光谱的光谱仪，所述光谱仪包括：

M个输入端口P_m，其用于接收所述光并将所述光中继到M个源点S_m，其中M≥1； 并且m是满足条件1≤m≤M的整数；

输入扫描装置，其被耦合到所述M个输入端口P_m，并且所述输入扫描装置用于将 来自所述M个源点S_m中的任一个的光中继到中间点，其中在操作中，所述中间点的位 置x被所述扫描装置在δx＝|x₂-x₁|的扫描范围内从值x₁连续扫描到值x₂；

色散装置，其被耦合到所述输入扫描装置，所述色散装置用于根据所述光的所述 中间点的所述位置x在空间上分开所述光的频率成分；

N个探测器D_n，其被耦合到所述色散装置，所述N个探测器D_n用于根据所述光 的光频率探测所述光，其中N≥2；n是满足条件2≤n≤N的整数；并且每个探测器D_n被设置来接收中心频率f_n(x)处的光频率成分，使得当x被在值x₂和x₁间扫描时，所述 中心频率f_n(x)被在δf＝|f_n(x₂)-f_n(x₁)|的范围内扫描；

其中，对于所述光频率范围Δf内的任何中心频率f₀，至少有一个n＝n₀和至少一 个x＝x₀满足f_n0(x₀)＝f₀。

2.根据权利要求1所述的光谱仪，其中，δf等于Δf/N。

3.根据权利要求1所述的光谱仪，其中，δf＞Δf/N，并且其中，对于每个探测器 D_n，具有由各自的中心频率f_n(x₂)和f_n(x₁)限定的相关的光谱带B_n，并且每个所述光谱 带B_n与另一个所述光谱带B_i重叠，其中|i-n|＝1。

4.根据权利要求1所述的光谱仪，还包括控制器，其用于控制所述扫描装置并在 所述扫描装置在所述扫描范围δx＝|x₂-x₁|内的扫描期间从所述N个探测器D_n采集信号， 以及用于在各自的频率范围δf＝|f_n(x₂)-f_n(x₁)|内结合所述信号，以便在所述频率范围Δf 内获得所述光的所述光谱。

5.根据权利要求1所述的光谱仪，其中，所述输入扫描装置包括微机电可倾斜镜。

6.根据权利要求1所述的光谱仪，其中，所述色散装置包括衍射光栅。

7.根据权利要求1所述的光谱仪，其中，所述色散装置包括阵列波导光栅，所述 阵列波导光栅包括：

输入平板波导，其被耦合到所述输入扫描装置，其中，所述耦合是通过所述光的 自由空间传播实现的；

光栅波导阵列，其被耦合到所述输入平板波导；

输出平板波导，其被耦合到所述光栅波导阵列；以及

星形耦合器，其被耦合到所述输出平板波导，其中，所述星形耦合器具有N个输 出波导，其中，每个所述输出波导被耦合到所述N个探测器中的一个。

8.根据权利要求5所述的光谱仪，其中，对于每个对应于光源点S_m的m，所述 中间点的所述位置x从值x₁到值x₂的扫描通过从角度α_m1到角度α_m2倾斜所述微机电镜 执行的。