[发明专利]用于参考切换的光学系统

说明书

本公开涉及用于参考切换的光学系统，具体公开了一种用于确定样本的属性的系统。系统包括发射光的一个或多个光源、包括检测器像素的检测器阵列、照明光学器件、第一光学器件单元和第二光学器件单元。第一光学器件单元包括第一衬底和在第一衬底上的第一多个收集光学器件。第二光学器件单元包括第二衬底和在第二衬底上的第二多个收集光学器件。照明光学器件接收光并且将光引导朝向样本。第一多个收集光学器件接收光的从样本反射的至少一部分。第一多个收集光学器件中的每个光学器件将光的一部分传输到第二多个收集光学器件中的相应一个光学器件。第二多个收集光学器件中的每个光学器件将光的一部分传输到检测器阵列中的相应检测器像素。

本申请是申请号为201780024955.2、申请日为2017年4月13日、发明名称为“用于参考切换的光学系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明整体涉及能够检测样本中的一种或多种物质的参考切换架构，更具体地讲，能够对样本中的一个或多个光学路径重新成像。

背景技术

吸收光谱学是一种分析技术，可用于确定样本的一种或多种属性。用于吸收光谱学的常规系统和方法可包括将光发射到样本中。由于光透射穿过样本，光能量的一部分以一个或多个波长被吸收。此吸收可引起离开样本的光的属性的变化。可以将离开样本的光的属性与离开参考对象的光的属性进行比较，并且可基于该比较来确定样本的一种或多种属性。

可使用来自一个或多个检测器像素的测量来确定离开样本的光的属性。沿样本内多个位置的测量可用于准确确定样本中的一种或多种属性。这些多个位置可位于样本中的不同位置，这可导致具有不同路径长度、入射角和出射位置的光学路径。然而，一些常规的系统和方法可能无法根据沿着样本内的多个位置的测量辨别路径长度、穿透深度、入射角、出射位置和/或出射角的差异。能够在多个深度或多个位置处进行测量的那些系统和方法可能需要复杂的部件或检测方案来关联入射到样本内的多个位置上的光学路径。这些复杂的部件或检测方案不仅可以限制重新成像和解析多个光学路径的精度，而且还可以限制光学系统的尺寸和/或构型。因此，可能期望能够准确地重新成像和解析样本内的多个光学路径的紧凑型光学系统。

发明内容

本发明涉及用于测量样本的一种或多种属性的系统和方法。该系统可包括光源、光学器件、参考对象、检测器阵列和控制器(和/或逻辑器)。所公开的系统和方法能够测量样本内多个位置处的一种或多种属性。该系统和方法可以重新成像和解析样本内的多个光学路径，包括选择目标(例如，预先确定的)测量路径长度，使得由检测器测量的光谱信号质量可以准确地表示样本的一种或多种属性。该系统可配置有适合于紧凑型(例如，体积小于1cm³)系统的单层或双层光学器件。可以简化光学器件以减少经涂覆的光学表面的数量和复杂性、标准具效应、制造公差叠加问题，以及基于干涉的光谱误差。光学器件可被形成为使得可以减少移动部件的数量或者可以避免移动部件，并且可以增强稳健性。此外，光学器件的尺寸、数量和位置可在整个样本上和样本内的各个位置处实现多个同时或非同时测量，这可减少样本中任何非均匀性的影响。此外，该系统可配置有位于样本和光学器件之间的光学间隔件窗口，并且公开了考虑由于包含光学间隔件窗口而导致的光学路径变化的方法。

附图说明

图1A示出了根据本公开的示例的能够测量位于样本内的多个位置处的一种或多种属性的示例性系统的框图。

图1B示出了根据本公开的示例的用于测量位于样本内的多个位置处的一种或多种属性的示例性处理流程。

图2示出了根据本公开的示例的被配置为确定样本的一种或多种属性的示例性系统的剖视图。

图3示出了根据本公开的示例的被配置为确定样本的一种或多种属性的示例性系统的剖视图。

图4A示出了根据本公开的示例的系统的示例性部分的剖视图，该系统被配置用于利用双层光学器件解析样本表面上的多个入射角。

图4B示出了根据本公开的示例的耦接到光源的示例性接合件。