[发明专利]一种便携式傅里叶变换光谱仪

说明书

技术领域

本发明涉及光谱成像技术领域，尤其涉及一种便携式傅里叶变换光谱仪。

背景技术

光谱仪能够获得物质的光谱曲线，是分析物质组成成分和结构的有效工具，在环境监测、材料科学、生物医学、化学分析和资源探测等领域得到了十分广泛的应用。光谱仪按原理主要分为两种：一类是以光栅或棱镜为色散元件的色散型光谱仪，可以直接获取目标的光谱信息；另一类是以迈氏、Sagnac(萨格纳克)或Mach-Zehnder(马赫-曾德尔)干涉仪为核心的干涉型(FTS)光谱仪，可直接获取目标的干涉强度分布，需要经过傅氏变换才能获得目标光谱。

经典的色散型光谱仪结构简单、稳定，但由于存在狭缝，能量利用率低，对微弱信号的探测及其不利，因此限制了此类仪器的进一步发展。

目前常用的FTS光谱仪主要具有以下缺点：由于系统中存在动镜，动镜的直线运动导致光机稳定性很差，动镜微小的扰动都会严重影响干涉信号的调制度；大多时候与色散型光谱仪能量通量类似，限制了仪器的灵敏度，同时对于Sagnac干涉光谱仪，两束相干光经过分束面两次，有一半返回光源，降低了能量利用率，且体积较大，价格昂贵，不适于小型化设计。

发明内容

本发明的目的是提供一种便携式傅里叶变换光谱仪，具有高通量、多光谱通道、高光谱分辨率且易于携带的特点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种便携式傅里叶变换光谱仪，该光谱仪包括：前置光学系统、分光系统与探测接收系统；

所述分光系统包括：设置在所述分光系统入口处的第一分束膜BS1、设置在所述分光系统出口处的第二分束膜BS2，以及设置于所述第一分束膜BS1与所述第二分束膜BS2之间的平面反射镜M1、平面反射镜M2与动镜；

所述第一分束膜BS1的反射光线通过平面反射镜M1反射至所述第二分束膜BS2，所述第一分束膜BS1的透射光线依次通过动镜与平面反射镜M2反射至所述第二分束膜BS2；或者，所述第一分束膜BS1的透射光线通过平面反射镜M1反射至所述第二分束膜BS2，所述第一分束膜BS1的反射光线依次通过动镜与平面反射镜M2反射至所述第二分束膜BS2；

其中，所述动镜为两个相对放置且互相平行的平面反射镜M3与M4。

进一步的，所述动镜固定在一平板上，所述平面反射镜M3与M4对称中心有一旋转轴，通过所述平面反射镜M3与M4的旋转来实现光程的调制。

进一步的，所述平面反射镜M3与M4的旋转通过步进电机驱动。

进一步的，所述探测接收系统包括：依次设置的聚焦透镜与探测器；

所述分光系统的出射光经过所述聚焦透镜聚焦，在探测器处得到对应的干涉强度信号。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，通过两个互相平行的动镜可实现光程调制，且上述结构高通量、多光谱通道、高光谱分辨率、结构简单、稳定性好、体积小、重量轻且易于携带的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种便携式傅里叶变换光谱仪的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种便携式傅里叶变换光谱仪的工作示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例

本发明实施例提供的一种便携式傅里叶变换光谱仪，该光谱仪主要包括：

前置光学系统、分光系统与探测接收系统；

所述分光系统包括：设置在所述分光系统入口处的第一分束膜BS1、设置在所述分光系统出口处的第二分束膜BS2，以及设置于所述第一分束膜BS1与所述第二分束膜BS2之间的平面反射镜M1、平面反射镜M2与动镜；