[发明专利]基于上转换材料的近红外光谱仪

说明书

技术领域

本发明涉及光谱仪技术领域，特别涉及一种基于上转换材料的近红外光谱仪。

背景技术

随着信息维度的扩大，光谱仪作为光谱维度信息采集的重要仪器，在食品安全检测、环境测量、生化分析、木材鉴别等领域发挥着重要的作用。光谱仪由以分光棱镜或衍射光栅为核心器件，透镜、反射镜作为辅助成像元件组成。由于近红外谱段存在大量生物化学特异性信息，在该谱段工作的光谱仪的研究成为近些年光谱领域的发展重点。传统线阵型近红外探测器，使用稳定的C-T结构，能够达到准确、稳定的光谱结果。但其线阵探测器的价格高居不下，是大多使用者望而却步。有些工程师选择在光谱仪的光路上进行优化，用单点红外探测器完成红外光谱的采集，但其时间分辨率不高。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种基于上转换材料的近红外光谱仪，该近红外光谱仪结构简单、紧凑、成本低廉，利用上转换材料将难以探测的红外光转化为易探测的可见光，实现光谱信息的记录，从而降低光谱信息探测成本，提高获取效率。

为了实现上述目的，本发明的实施例提出了一种基于上转换材料的近红外光谱仪，包括：照明光源、分光装置、可将近红外光转换为可见光的上转换材料、充电光源、及成像装置，其中，当所述照明光源发出的光照射到待测样品上时，所述待测样品对接收的光束进行反射，反射光经由所述分光装置按波长进行空间展开后，照射到所述上转换材料上，以便所述上转换材料在经过所述充电光源充电后发出可见光，所述成像装置接收到所述可见光后，根据光电信号生成所述待测样品的光谱曲线。

另外，根据本发明上述实施例的基于上转换材料的近红外光谱仪还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述分光装置包括：一个准直透镜、一个反射光栅和一个汇聚透镜。

在一些示例中，所述分装装置包括：一个反射镜、一个反射光栅和一个汇聚透镜。

在一些示例中，所述分装装置包括：两个反射镜和一个反射光栅。

在一些示例中，所述照明光源为在红外波段有能量的光源。

在一些示例中，所述上转换材料在充电后，将近红外光转换为所述可见光。

在一些示例中，所述充电光源通过辐射可见光能量，以对所述上转换材料充电。

在一些示例中，所述照明光源为LED光源或卤钨灯泡。

在一些示例中，所述成像装置为摄像头。

根据本发明实施例的基于上转换材料的近红外光谱仪，利用可见光相机配合上转换材料完成近红外探测器相同精度的光谱信息测量，同时降低采集成本，对光谱采集方式多样性研究带来指导意义。另外，利用材料发光性质，使高空间分辨率的近红外光无缝转移到高空间分辨率的可见光探测器上，同时可以保证时间分辨率，使得该采集方式在近红外光谱探测应用领域发挥巨大作用。即，该近红外光谱仪结构简单、紧凑、成本低廉，利用上转换材料将难以探测的红外光转化为易探测的可见光，实现光谱信息的记录，从而降低光谱信息探测成本，提高获取效率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1根据本发明实施例的基于上转换材料的近红外光谱仪的结构及光路示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。