[发明专利]使用MOEMS可动闪耀光栅阵列的光谱仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种MOEMS光栅光谱仪。

背景技术

目前市场上已经有比较成熟的光谱仪，主要包括滤光片型、光栅扫描型、傅立叶变换型、阵列检测型、声光调谐型等，但都有各自优缺点。滤光片型：结构简单、成本低、光通量大、坚固耐用；但灵活性差，分辨率低，检测对象单一，仅适于特殊用途；光栅扫描型：通过光栅的转动，使单色光按波长高低依次通过样品进入检测器检测。这种分光技术发展成熟，应用广泛；由于这种仪器的扫描机构存在机械磨损间题，其波长测量精度和重现性较差，全谱侧量时间较长；傅立叶变换型：它的扫描速度比较快，光通量大，分辨率和信噪比高，在弱辐射探测方面优势明显。但由于动镜的存在，仪器的在线长久可靠性受到限制，另外对仪器的使用和放置环境也有严格要求，价格昂贵、体积庞大；阵列检测型：阵列检侧型仪器由于光路固定、没有移动部件，测量精度高，可靠性好，信噪比也比较高。但同样存在近红外探测阵列极其昂贵，用户范围小的问题；声光调谐型：是利用超声波与特定的晶体作用而产生分光的调谐技术。程序化的波长控制使其应用更佳灵活，但分辨率相对较低，价格昂贵。

综上所述，传统的光谱仪存在着体积大、结构复杂、使用环境受限、价格昂贵，已经不能满足现场检测、实时监测的要求。随着MOEMS(Micro-Opto-Electro-Mechanical Systems，微光机电系统)技术的发展，基于MOEMS技术的微型光谱仪成为食品安全监测仪器研究热点，是突破性的技术变革。国内在MOEMS光谱议上的研究还刚处于起步阶段。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提出了一种体积小、结构简单、成本低廉的使用MOEMS可动闪耀光栅阵列的光谱仪。

本发明的目的是这样实现的：使用MOEMS可动闪耀光栅阵列的光谱仪，其特征在于：包括

光源；

准直装置，使来自光源的光束平行；

光栅或棱镜，接收光束并使光束色散；

成像装置，将色散光束成像到MOEMS可动闪耀光栅阵列上，并将MOEMS可动闪耀光栅阵列衍射的光束成像到探测器；

MOEMS可动闪耀光栅阵列及其驱动电路，用于衍射色散光束；所述MOEMS可动闪耀光栅阵列，包括多个并列的MOEMS可动闪耀光栅，所述多个MOEMS可动闪耀光栅可在驱动电路的控制下分组进行偏转动作，以选通不同谱带光束；以及

探测器。

进一步，所述光栅为平面反射光栅、凹面光栅或闪耀光栅；

进一步，所述探测器为单点探测器；

进一步，所述准直装置为准直透镜；

进一步，所述成像装置为成像透镜。

本发明的使用MOEMS可动闪耀光栅阵列的光谱仪，利用MOEMS可动闪耀光栅阵列的特性，可使本发明的光谱仪体积很小，便于携带，由于MOEMS可动闪耀光栅阵列对光谱的选通作用，本发明的光谱仪可以采用单点探测器，这在应用于近红外、红外和紫外波段时，可以大大减少由于采用昂贵的线阵探测器带来的成本，并且单点探测器可获得更高的测量灵敏度；由于MOEMS可动闪耀光栅阵列中的MOEMS可动闪耀光栅可在驱动电路的驱动控制下进行分组动作，可使本发明的光谱仪工作在阿达马(Hadamard)变换模式下，增大光通量，提高光能利用率，提高信噪比；由于可动闪耀光栅阵列的开关作用，无需传统光谱仪中的斩波器组件，进一步降低成本。

本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述：

图1示出了使用MOEMS可动闪耀光栅阵列的光谱仪的结构示意图。

具体实施方式

以下将对本发明的优选实施例进行详细的描述。

参见图1，本实施例的使用MOEMS可动闪耀光栅阵列的光谱仪包括光源1、准直装置2、光栅3、成像装置、MOEMS可动闪耀光栅阵列5及其驱动电路和单点探测器6。

所述准直装置2可采用准直透镜或其它准直装置，用于使来自光源的光束平行。

所述光栅3，可采用平面反射光栅、凹面光栅或闪耀光栅，用于接收准直后的光束并使光束色散；光栅3亦可用棱镜替代。