[发明专利]显微光谱仪模块和用于借助于显微光谱仪模块来记录光谱的方法

说明书

本发明涉及一种显微光谱仪模块（100），其由以下组成：光学谐振器（102），用于对光进行滤波；探测装置（104），用于探测被光学谐振器（102）透射的光；和聚焦元件（106）。光学谐振器（102）关于所要滤出的波长范围方面可调。探测装置（104）具有至少一个第一探测元件（108）和至少一个第二探测元件（110）。聚焦元件（106）成型用来使透射光的在第一入射角范围之内射入的光束偏转到第一探测元件（108）上并且使透射光的在第二入射角范围之内射入的光束偏转到第二探测元件（110）上。

技术领域

本发明的出发点是一种根据独立权利要求的前序部分所述的设备或方法。本发明的主题也是一种计算机程序。

背景技术

在US 20140320858 A1中提出了一种显微光谱仪，该显微光谱仪基于光学滤波器、透镜和探测器阵列。视光以哪个角度射到滤波器上而定，使不同的波长范围透过。接着，通过透镜使不同角度的光分别成像到探测器阵列的不同位置并且因此获得光谱。在此，取决于光学滤波器，只能检查大约35nm的波长间隔。为了增加能检查的波长范围，需要使用分辨率高的分段光学滤波元件、微透镜阵列和探测器阵列。然而，在此，来自微透镜阵列的不同区段的光可能在探测器阵列上交叠，这可能导致测量错误。

发明内容

在该背景下，利用这里所提出的方案，提出了根据独立权利要求所述的一种显微光谱仪模块、一种用于借助于显微光谱仪模块来记录光谱的方法，还有一种应用该方法的设备，以及最后一种相对应的计算机程序。通过在从属权利要求中提及的措施，对在独立权利要求中说明的设备的有利的扩展和改进都是可能的。

显微光谱仪例如可以基于可调的、直接布置在单个探测器上的法布里-珀罗干涉仪来实现。在此，所希望的被透过的波长通过法布里-珀罗干涉仪的镜间距来调整，并且测量探测器信号。然而，在该方案中，可用的角度范围（当想要获得良好的分辨率时）受限制，这限制了可探测的光并且因此限制了信噪比。由此，也可以相对应地提高测量时间，因为分别只测量一个波长的信号。

在此，这里所描述的方案的特别之处不是在于滤波器、透镜和探测器阵列的组合，而是在于与可调滤波器的组合。在使用可调滤波器方面的优点在于该可调滤波器更有利，因为需要小得多的探测器面积（以及仅仅一个透镜）。这一点即使在探测器较昂贵的情况下也能够使用。

因而，提出了一种具有如下特征的显微光谱仪模块：

光学谐振器，用于对光进行滤波，其中该光学谐振器关于一个所要滤出的波长范围或者多个所要滤出的波长范围方面可调；

探测装置，用于探测被该光学谐振器透射的光，其中该探测装置具有至少一个第一探测元件和至少一个第二探测元件；和

聚焦元件，该聚焦元件成型用来使透射光的在第一入射角范围之内射入的光束偏转到第一探测元件上并且使透射光的在第二入射角范围之内射入的光束偏转到第二探测元件上。

显微光谱仪模块可以被理解成用于借助于光学谐振器来分析光的光谱成分的微型模块。例如，显微光谱仪模块可以是用于（近）红外光谱的微型光谱仪。光学谐振器例如可以是法布里-珀罗谐振器，该法布里-珀罗谐振器由两个彼此对置地布置的（部分透光的）镜元件构成。这两个镜元件例如可以彼此以确定的间距平行布置，该间距也可被称作腔体长度。该间距例如可以为了借助于适当的镜驱动来调节该光学谐振器而可变。探测装置可以被理解为光感测器，比如以CCD或CMOS传感器、光电二极管或光电晶体管形式的光感测器。探测装置例如可以实现为由像素作为探测元件来构成的探测器阵列或者由至少两个单独的单探测器作为探测元件来构成的装置。按照一个实施方式，探测元件可以由多个单独的探测像素组成。聚焦元件可以被理解为透镜、例如凸透镜。有利地，这种透镜可以是消色差的。