[发明专利]减少杂散光的单色仪

说明书

一种杂散光减少设备包含光源和定位成使来自所述光源的光通过的入射狭缝。第一单色仪镜定位成反射通过所述入射狭缝的光。衍射表面定位成接收并衍射由所述第一单色仪镜反射的光。第二单色仪镜定位成反射由所述衍射表面衍射的光。出射狭缝定位成使由所述第二单色仪镜反射的光通过。比色皿定位成使通过所述出射狭缝的光通过。长通干涉滤光器定位成接收来自所述光源的光、反射波长低于选定值的光并使波长高于所述选定值的光通过。第一样品检测器定位成接收由所述长通干涉滤光器反射的光。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年8月6日提交的第62/714,922号美国专利申请的优先权权益。前述申请的公开内容通过引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开的各方面大体上涉及一种减少杂散光的单色仪，且更具体地说，涉及一种利用长通干涉滤光器来减少杂散光的单色仪。

背景技术

单色仪在现有技术中是众所周知的。其功能是从照明源中分离出选定波长的光。选定波长用于分析目的，例如分析光通过的样品的特性。

单色仪通常包括光源、用于接收待分析的光的入射狭缝、用于将所述光分成其各个波长的构件和用于选择所需分量的出射狭缝。通常，一种类型的单色仪还包含：镜，其用于接收来自入射狭缝的光并对所述光进行准直；衍射表面，其用于将所述光分散到其各个分量中；以及聚焦镜，其用于接收那些分量并将它们重新聚焦以在出射狭缝呈现。在通过出射狭缝后，使光通过待分析的样品且将其引导到检测器，以对所述光进行分析。本领域中已知的一种类型的单色仪是切尔尼-特纳(Czerny-Turner)单色仪。此类切尔尼-特纳单色仪在第5,192,981号美国专利中有所描述，所述专利的公开内容以全文引用的方式并入本文中。另外的单色仪在均发布法斯梯(Fastie)型单色仪的第2,750,836号和第3,011,391号美国专利中有所描述，所述专利的公开内容以全文引用的方式并入本文中。

当单色仪用于光谱学时，在特定波长的光下的光吸收量使化学工作者能够确定正在测量的样品中有多少特定的化学物质、酶、元素或化合物。用单色光照射样品，并且根据给定分子化合物的存在，光被吸收或透射，其中恰当能级与照射的波长成正比。测量样品的所得吸光度(光密度)或透射率。对于电光学设计者来说，这看似简单的过程可能会带来许多挑战，他们必须考虑光源、光传输介质、光谱分离方法以及最终的检测要求。

所使用的光源通常是宽谱光源，例如传统的两灯钨卤素灯和氘灯系统，或脉冲氙灯或白光发光二极管。在单色仪配置中，首先将光从宽带光源分离成其光谱元素，然后将单色光聚焦到目标样品上，随后在检测器上进行检测。在单色仪中，合乎希望的是只有一种波长的光通过出射狭缝并到达检测器。

单色仪中的杂散光或杂散辐射能量(SRE)的源包含光束再衍射、来自光栅的二阶和三阶能量以及单色仪表面反射内部的一般能量“辉光”。

可以使用二级长通滤光器来抑制来自多个阶的杂散光，并且通过使用卡里(Cary)原理设计单色仪或使用第6,414,753号美国专利中描述的平面外方法解决再衍射问题，所述专利的公开内容以全文引用的方式并入本文中。一般的“辉光”更为困难，因为其需要在紫外线(UV)范围内的短通滤光器，这种滤光器不易获得且价格十分昂贵。这种一般的杂散光的“辉光”源会导致单色仪性能下降。

可以通过提供串联的多个单色仪来减少杂散光。一些配置使用两个串联的全单色仪，而一些配置则使用预选器单色仪在全单色仪“前”。由于额外的光学元件和驱动组件，这两种布置都很昂贵，并且从能量的角度来看这两种布置也必然是有损耗的。

将合乎希望的是，提供一种减少或克服先前已知装置中固有的一些或全部困难的减少单色仪中的杂散光的设备。鉴于某些实施例的以下公开内容和详细描述，本领域技术人员，即在此技术领域知识渊博且经验丰富的人员将显而易见特定目标和优点。

发明内容