[发明专利]光学检测器、光谱检测器及使用其的光谱检测方法

说明书

本公开涉及光学检测器、光谱检测器及使用其的光谱检测方法。光谱检测器包括：光栅面板，其包括具有第一周期的第一光栅图案、具有与第一周期不同的第二周期的第二光栅图案、以及光出射表面，光通过所述光出射表面从光栅面板出射；以及光学测量板，其被布置为面对光栅面板的光出射表面，并且被配置为测量根据穿过第一光栅图案的第一光的传播距离的第一光的强度变化，以及测量根据穿过第二光栅图案的第二光的传播距离的第二光的强度变化。

技术领域

这里公开的示例性实施方式涉及光谱检测器及使用其的光谱检测方法。

背景技术

通常，光谱分析用于分析待测量目标的物理和化学状态。目前，光谱分析已经被应用于各种工业领域，包括光学、医学、化学、海洋工程，以及许多其它领域。

光谱学技术的示例包括通过经由具有周期性结构的晶体结构透过入射光而分散光使得光可以根据其波长在不同的方向上行进的方法、以及用于通过经由诸如法布里-珀罗干涉仪的光学滤波器透过光而仅测量特定波长的光的滤波方法。

在衍射光栅方法中，精细的衍射光栅被制造，并且光谱仪使用光根据其波长而衍射的原理被构造。在衍射光栅方法中，应确保光的一定传播距离以获得高分辨率，因而难以制造小型光谱检测器。

在基于滤波器阵列的光谱检测器的情况下，为了提高分辨率，需要更精确地制造滤波器或者增加滤波器的数量。通常，基于滤波器阵列的光谱仪的分辨率的限制由滤波器的数量确定。然而，在制造小型便携式光谱仪时，不能无限地增加滤波器的数量。

发明内容

在此公开的示例性实施方式可以提供利用泰伯(Talbot)效应的光谱检测器及使用其的光谱检测方法。

附加方面将在下面的描述中被部分地阐述，且部分地将由描述是明显的，或者可以通过本示例性实施方式的实践而被了解。

根据一示例性实施方式的一方面，提供一种光谱检测器，其包括：光栅面板，其包括具有第一周期的第一光栅图案、具有与第一周期不同的第二周期的第二光栅图案、以及光出射表面，光通过光出射表面从光栅面板出射；以及光学测量面板，其被布置为面对光栅面板的光出射表面，并且被配置为测量根据穿过第一光栅图案的第一光的传播距离的第一光的强度变化以及测量根据穿过第二光栅图案的第二光的传播距离的第二光的强度变化。

第一光栅图案和第二光栅图案可以彼此平行。

光学测量面板的接收从光出射表面出射的光的表面相对于光栅面板的光出射表面倾斜地布置。

光谱检测器还可以包括距离调节器，其被配置为改变光学测量面板与光栅面板之间的距离，从而改变第一光的传播距离与第二光的传播距离。

光谱检测器还可以包括处理器，其被配置为基于根据第一光的传播距离的第一光的强度变化和根据第二光的传播距离的第二光的强度变化而获得入射到光栅面板上的光的至少一个波长谱(wavelength spectrum)。

处理器还可以被配置为获得基于根据第一光的传播距离的第一光的强度变化的第一波长谱，以及基于根据第二光的传播距离的第二光的强度变化的第二波长谱。

处理器还可以被配置为确定第一波长谱与第二波长谱之间的差额是否大于或等于参考值。

光谱检测器还可以包括角度调节器，其被配置为当第一波长谱与第二波长谱之间的差额大于或等于参考值时，调节光学测量面板的在光从光出射表面出射之后接收所述光的表面的角度。

处理器还可以被配置为基于算法计算第一波长谱和第二波长谱，以及当第一波长谱与第二波长谱之间的差额大于或等于参考值时调节算法。

处理器还可以被配置为通过对根据第一光的传播距离的第一光的强度变化和根据第二光的传播距离的第二光的强度变化的每个执行傅立叶变换而获得入射到光栅面板上的光的波长谱。