微型光谱仪光学结构研究

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微型CCD光谱仪器的总体结构设计

ａａｙｉｆｈｏｓｕｔｎａｄｐｉｃｐｅｏｅｔｍｅｅ．ｉｈｃｍｂｎｓｅｅｈｏｏｙｏｎｌｓｓｏｅｃｎｔｃｉｎｒｉｌｆｐｃｏｔｒｔｒｏｎｓｒｗｈｃｏｉｅｃｎｌｇｆｈｔｔＣＣＤｔｅｔｃｎｌｇｗｉｔｈｏｏｈｈｅｙｏｍｐｔｒＴｅｓｅｔｍａｇｆｈｐｃｏｅｅｏ４０ｔ６ｎｉｐｃａｅｏｕｉｎｉａｏｔ．ｎ． — ｆｃｏｕｅ．ｈｐｃｒｕｒｅｏｅｓｅｔｍｔｒｓｆｍ０７０ｍ．ｔｓｅｔｌｓｌｔｂｕ９ｍＢｅｎｔｒｉｒｏｓｒｒｏｓ３
ｃｕｅｔｅｓｓｅｒａｈｓｉｈｒｅｔｇｓｅｄｔａｅｃｎｉｏａｅｔｏｔｒ，ｏｓｌｎｎａｒａｅｅｔｒｓｅ — ａｓｙｔｍｃｅｇｅｓｎｐｅｎｔｏｄｔｎｌｐｃｍｅｅｓｃｎｕｔｇｌｅｒｒｙｄｔｃｏｓｈｅｈｔｉｈｈｉｓｒｉｉａｉｔ
光谱分辨率３９ｍ。由于采用一维线阵探测器，．ｎ与传统扫描式光谱仪相比，光谱仪的检测速度得到本极大的提高。
关键词：光谱仪ＣＤ探测器Ｃ
Ａｂｔｃ：ｅｔｅｒｑｉｍｅｔｆｉｈｔｓｉｇｓｅｄａｍｕｔｃａｎｌｐｃｒｍｅｅｅｉｎｄｏｅｂｓｓｆｅｐｙｓｒｔａＤｕｔｕｒｏｈｅｅｎｇｔｐｅ，ｌ —ｈｎｅｅｔｏｈｅｎｉｓｏｔｒｉｄｓｇｅｎｔａｉｏｅｌｓｈｄ

基于Fabry-Perot腔阵列的集成化微型光谱仪方案及模拟

系统的可靠性。
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Ｆｉ．１ＢａｉｔｕｃｕｒｆｔｉａｕｒｇｓｃｓｒｔｅｏｈｅｍｎｉｔｅＦａｙＰｅｏｐｃｒｍｎｓｒｍｅｔｂｒ。ｒｔｓｅｔｕｉｔｕｎ
构是在硅基底上实现多个不同腔长的阵列，从而实现对多个波长的监测。探测单元即为一个法布里一珀罗腔，由硅基底一金属薄膜一二氧化硅层一金属薄膜构成。行了相应的模拟计算，结果表明在基本结构为铝膜（４进１ｉＳ０一ｒ一ｉ２银膜（９ｎ的情况下，ｍ）３ｍ）通带半宽度可达到１ｍ，５ｎ单个探测单元面积仅为０１．４ｍｍＸ０１即．４ｍｍ可达到微型光栅式光谱仪（最小体积在ｃｍ量级）的光通量，整个光谱探测部分体积仅在ｍｍ量级。该微型光谱仪设计尺寸在几个ｍｍ的量级、无活动部件，可以同时对多个波长进行检测，并可望利用现有ＩＣ加工手
考虑到与半导体工艺相兼容，我们选择金属薄膜作为ＦｂｙＰｒｔａｒ－ｅｏ腔阵列的反射膜层，文计算中所使用的光学本
１Ｏ
Ｏ８．
０６
Ｏ４．
Ｆｉ．Ｅｑｕｖｌｎｔｐｅｇｓｉｎｏｆｏｔｃｌｃｎｉｕａｉｎｇ３ｉａｅｒｄｉｅｔｏｐｉａｏｆｇｒｔｏ
段实现光谱仪传感器化。
主题词微型光谱仪；ａｒ－ｅｏ腔ＦｂｙＰｒｔ
文献标识码：Ａ文章编号：１０ —５３２０）０１５～５０００９（０６１—９５０

光谱仪的基本结构

光谱仪的基本结构
1. 入射狭缝：入射狭缝是一个小缝隙，用于限制进入光谱仪的光束大小。

它通常位于光谱仪的最前端，是分析光线的起点。

2. 准直镜：准直镜是一个凸透镜或凹透镜，其作用是将入射狭缝处的光线准直，使光线平行射入光栅。

3. 光栅：光栅是光谱仪的核心部分，它由许多狭缝和反射面组成。

光栅的作用是将准直后的光线色散成不同波长的光谱线。

4. 聚焦镜：聚焦镜是一个凹透镜或凸透镜，其作用是将光栅色散后的光谱线聚焦到一起，形成光谱带。

5. 出射狭缝：出射狭缝是一个小缝隙，用于限制出射光的宽度。

它通常位于光谱仪的最后端，是分析光线的终点。

6. 探测器：探测器是一个光电传感器，用于检测出射狭缝处的光谱线。

探测器将光信号转化为电信号，以便后续处理和分析。

高分辨宽光谱微型拉曼光谱仪的设计

高分辨宽光谱微型拉曼光谱仪的设计谈梦科;郑海燕;田胜楠;郭汉明【摘要】为了同时满足光谱分辨率、光谱范围、探测器(CCD)上光谱信号覆盖区域要求,提出一种基于Czerny-Turner(CT)结构拉曼光谱仪的综合设计方法,通过Zemax软件采用逐步手动调节光栅倾斜,自动优化聚焦镜、柱面镜以及CCD间倾角和距离的方式,设计出全波段光谱分辨率优于4 cm-1,光谱波数范围为80~3 967 cm-1,光学结构尺寸为90 mm×130 mm×40 mm的微型拉曼光谱仪.%In this paper,to simultaneously meet the requirements of the spectral resolution,spectral range and the spectrum signal coverage area on detector(CCD),we used Zemax to adjust the grating angle gradually and manually,optimize the focusing mirror,the cylindrical lens,the CCD angles and distances between all of them automatically.We proposed a comprehensive design method of Raman spectrometer,which is based on the Czerny-Turner(CT) structure,and successfully designed this micro-Raman spectrometer that owned the full-band spectral resolution better than 4 cm-1,wave number spectral range of 80~3 967 cm-1and the optical structure size of 90 mm×130 mm×40 mm.【期刊名称】《光学仪器》【年(卷),期】2017(039)003【总页数】7页(P75-81)【关键词】拉曼光谱仪;光学设计;Czerny-Turner结构;Zemax【作者】谈梦科;郑海燕;田胜楠;郭汉明【作者单位】上海理工大学光电信息与计算机工程院, 上海 200093;上海理工大学教育部光学仪器与系统工程研究中心, 上海 200093;上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093;上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093【正文语种】中文【中图分类】O436光谱仪是进行光谱研究和物质成分分析的仪器,有着广泛的应用[1]。

微型光谱仪分光结构

微型光谱仪分光结构
微型光谱仪是一种能够测量物质光谱特性的仪器，它通常由光源、样品接口、光栅或其他光学元件、光电探测器和数据处理单元
等部分组成。

首先，光源发出光线，经过样品接口进入样品。

样品与光发生
相互作用，吸收或散射部分特定波长的光。

接着，光线通过光栅或
其他光学元件进行分光，将不同波长的光分开，然后被光电探测器
接收。

光电探测器将光信号转换为电信号，经数据处理单元处理和
分析，最终得到样品的光谱特性信息。

在微型光谱仪的分光结构中，光栅起到了关键作用，它能够将
入射光线按照波长进行分离，使得不同波长的光线能够被准确检测
和记录。

此外，光学元件的设计和排列也对光谱仪的性能有着重要
影响，如透镜、光纤等元件的选择和布局都会影响到光路的稳定性
和光谱分辨率。

光电探测器的选择和灵敏度也是影响光谱仪性能的
重要因素之一。

除了硬件部分，数据处理单元也是微型光谱仪分光结构中不可
或缺的一部分。

它能够对从光电探测器得到的信号进行处理和分析，
提取出样品的光谱特性信息，并进行数据的存储和输出。

总的来说，微型光谱仪的分光结构涉及到光源、样品接口、光学元件、光电探测器和数据处理单元等多个方面，它们共同协作完成了光谱测量和分析的任务。

这些部分的设计和性能都会直接影响到光谱仪的灵敏度、分辨率和稳定性。

便携式野外现场近红外地物光谱仪研究与测试

Ｓ／ＮＥＲ＾兰８３４８：１
２０Ｌｓ（Ｓ／ＮＥＲＡ、）＝７８．４ｄＢ
３．２仪器重复性测试
系统开机，连续测量某一矿物五次，时间间隔１０
分钟。测量的光谱图叠加如图４。
五次测量的吸收峰的位置完全一致，软件五次测
ｊ
现代科学仪器２００８２
万方数据
图６不同潮湿度测量的同种样品的曲线
４与国外仪器指标对比
、．
ＺｈｅｎｇＺｈｉｚｈｏｎｇ，ＣｈｅｎＣｈｕｎｘｉａ，ＸｉｕＬｉａｎｃｕｎ（Ｎａ．ｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ．ＴｈｅＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＩａｎｄａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ，２１００１６，Ｃｈｉｎａ）
ＡｂｓｔｒａｃｔＰｏｒｔａｂｌｅＮｅａｒＩｎｆｒａｒｅｄＦｉｅｌｄＳｐｅｃｔｒａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｉｓａｔｏｏｌｆｏｒｆｉｎｅｓｃａｌｅｉｎＨｙｐｅｒ—－ｓｐｅｃｔｒａｌｆｉｅｌｄａｎｄｆｏｒｍｉｎｅｒａｌａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｏｕｔｅｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｉｓｐｏｒｔａｂｌｅｂｙｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｈａｒｄｗａｒｅ．’ｎｌｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｔｅｎｔｏｆｓｏｆｔｗａｒｅｉｓｄｅ· ｓｃｒｉｂｅｄ．Ｄｅｔａｉｌｅｄｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｓｉｇｎａｌ—ｔｏ—ｎｏｉｓｅ（Ｓ／Ｎ）ａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＰＮＩＲＳｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．ＳｏｍｅｏｆｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＰＮＩＳＩａｌｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｓ／Ｎａｔ７ｎｍｉｓｕｐｔｏ３０００：ｌ，ａｌｓｏＲＭＳｏｆＳ／Ｎｉｓｕｐｔｏ８３４８：１．Ａｃｏｎｔｒａｓｔｗｉｔｈｏｖｅｒｓｅａｓｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓｉｓｍａｄｅｂａｓｉｎｇｏｎｔｈｅｆａｃｔｕａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．

基于DMD的小型近红外光谱仪原理及优化分析

第50卷第2期Vol.50No.22021年2月Feb.2021红外与激光工程Infrared and Laser EngineeringPrinciple and optimum analysis of small near-infrared spectrometersbased on digital micromirror deviceLiu Hongming1,3,Liu Yujuan1*,Song Ying1,Zhong Zhicheng1,Kong Lingsheng2,Liu Huaibin2(1.Key Laboratory of Geophysical Exploration Equipment,Ministry of Education,College of Instrumentation&Electrical Engineering,Jilin University,Changchun130021,China;2.Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun130012,China;3.Tonghua Normal University,Tonghua134002,China)Abstract:The DMD small near-infrared spectroscopy instrument is widely used in chemical composition analysis and quality inspection for its advantages of fast detection speed,high sensitivity,no damage detection, and miniaturization of portable instruments.However,as the premise of instrument design,optical optimization design of the whole spectral range is the hard work of the system.In this paper,the theoretical design method of the spectroscopic imaging system based on the small near-infrared spectrometer of DMD was studied.The method was designed by using the double-dispensing anti-aberration lens and combining the geometric aberration theory to optimize the design of a small DMD near-infrared spectrometer to reduce the aberration of the entire system.Then,the optical simulation software was used to align the direct imaging system for optical simulation. And ultimately achieve the design simulation requirements.Simulation results indicate that the whole size of the spectrometer is less than150mm"50mm><150mm,and the resolution is better than15nm in the range of 1000・l700nm in the working band.Therefore,the proposed method can meet the design requirements and has broad application prospects in practical applications.Key words:near-infrared spectroscopy instrument;DMD;principle and optimum analysisCLC number:TH74Document code:A DOI:10.3788/IRLA20200427基于DMD的小型近红外光谱仪原理及优化分析刘宏明乜刘玉娟匚宋莹*仲志成*孔令胜2,刘怀宾$(1.吉林大学仪器科学与电气工程学院地球信息探测仪器教育部重点实验室，吉林长春130021；2.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130021；3.通化师范学院，吉林通化134002)摘要：数字微镜器件小型近红外光谱仪器具有检测速度快、灵敏度高、无损伤检测、仪器小型化等优点，广泛应用于化学成分分析和质量检测。

便携式光纤拉曼胃癌检测仪的研发和应用

便携式光纤拉曼胃癌检测仪的研发和应用韦仲;毛华;黄富荣;方涛【摘要】目的研发一种便携式光纤拉曼胃癌检测仪,探讨该设备对胃癌检测的可行性.方法便携式光纤拉曼胃癌检测仪的主要组件包括785 nm半导体激光器、光纤探头、微型光谱仪.利用该设备对正常胃粘膜组织和胃癌组织进行拉曼光谱检测,并与共聚焦显微拉曼光谱仪获取的光谱数据进行对比.结果便携式光纤拉曼胃癌检测仪能够采集到完整的正常胃粘膜组织和胃癌组织的光谱,与共聚焦显微拉曼光谱仪获取的光谱相差不大.结论该设备可以完整呈现不同胃黏膜组织的拉曼光谱,可用于胃癌的鉴别,为研制拉曼光谱胃镜提供了理论基础.【期刊名称】《中国医疗设备》【年(卷),期】2019(034)005【总页数】5页(P46-49,53)【关键词】便携式光纤拉曼光谱仪;光纤拉曼探头;激光光源;胃癌【作者】韦仲;毛华;黄富荣;方涛【作者单位】南方医科大学珠江医院消化内科,广东广州 510282;南方医科大学珠江医院消化内科,广东广州 510282;暨南大学光电工程系,广东广州 510632;暨南大学光电工程系,广东广州 510632【正文语种】中文【中图分类】O657;R730.4引言拉曼光谱是一种散射光谱，可以对物质的结构和成分进行定性和定量分析，其检测过程不需要对样品进行特殊预处理，也不会对样品造成损伤，具有操作简便、检测速度快、精确度高、客观性强等优点，在医学诊断中具有较大的应用优势[1-2]。

拉曼光谱用于胃癌的诊断研究已经有十余年，研究对象包括离体胃癌细胞[3]、胃癌组织[4]、胃癌动物模型[5]、胃癌患者的血清[6]等，研究手段包括傅里叶变换拉曼光谱[7]、表面增强拉曼光谱[8]和光纤拉曼光谱[9]等。

上述研究的结果均从不同角度证实了拉曼光谱能够鉴别胃癌，为拉曼光谱技术向临床应用推广奠定了基础。

既往的研究为了获取精确的光谱数据，所使用的拉曼光谱仪均为激光共聚焦显微拉曼光谱仪，具有检测精度高、定位准确、外界声噪小的特点，该类设备体积大、质量重，不能随意移动，价格昂贵，需要定时由专人进行日常维护，需要在暗室环境下进行检测，在临床诊断方面的实用性大打折扣。

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微型光谱仪光学结构研究
作者：王晗，李水峰，刘秀英， WANG Han， LI Shui-feng， LIU Xiu-ying
作者单位：王晗,WANG Han(广东工业大学,实验教学部,广东,广州,510006;厦门大学,机电工程系,福建,厦门,361005)，李水峰,LI Shui-feng(广东工业大学,实验教学部,广东,广州,510006)，
刘秀英,LIU Xiu-ying(广东工业大学,环境学院,广东,广州,510006)
刊名：
应用光学
英文刊名：JOURNAL OF APPLIED OPTICS
年，卷(期)：2008,29(2)
被引用次数：3次
1.李全臣;蒋月娟光谱仪器原理 1999
2.鞠辉;吴一辉微型光谱仪的发展[期刊论文]-微纳电子技术 2003(01)
3.李宏光;吴宝宁;施浣芳一种小型光谱色彩分析仪的设计[期刊论文]-应用光学 2005(06)
4.史俊锋;惠梅;王东生光谱仪器的微型化及其应用[期刊论文]-光学技术 2003(01)
1.温波.颜昌翔便携式分光测色仪光学设计[期刊论文]-应用光学 2011(1)
2.王婷婷.俞晓峰.顾海涛.马海斌.王健二维直读型ICP发射光谱技术发展状况综述[期刊论文]-光学仪器 2011(1)
3.胡天林.王磊.贺珊.林春.黄元庆基于USB总线的紫外分光光度计数据采集及传输系统设计[期刊论文]-厦门理工学院学报 2009(3)
本文链接：/Periodical_yygx200802015.aspx。