信号采集光谱仪的制作方法

技术特征：
1.一种用于测量来自光源(102、202)的光的多个频率分量的光谱仪(100、200)，其特征在于，所述光谱仪(100、200)包括：光波导(108、208)，所述光波导具有入射面(105、205)和出射面(107、207)，其中所述光波导(108、208)用于通过所述入射面(105，205)允许来自所述光源(102、202)的光进入，并通过所述出射面(107、207)射出所述允许进入的光，所述来自所述光源的光进入所述光波导的方向和射出所述光波导的方向不平行；线性可变滤波器(112、212)，所述线性可变滤波器(112、212)包括带通滤波器阵列，所述线性可变滤波器(112、212)沿所述光波导设置，且靠近所述出射面(107、207)的位置，用于滤波所述分发的光；多个光电探测器(114、214)，设置在靠近所述线性可变滤波器(112、212)的位置，用于接收所述经滤波的光。2.根据权利要求1所述的光谱仪(100、200)，其特征在于，还包括处理电路(115、215)，连接到所述多个光电探测器(114、214)并用于获取频谱信息，其中所述频谱信息包括基于来自所述多个光电探测器(114、214)的光电检测信号的关于所述接收到的光的频率分量的绝对强度或相对强度的信息。3.根据权利要求2所述的光谱仪(100、200)，其特征在于，所述获取频谱信息包括：集成所述光电检测信号。4.根据权利要求2所述的光谱仪(100、200)，其特征在于，所述获取频谱信息包括：反卷积所述光电检测信号。5.根据上述权利要求中任一项所述的光谱仪(100、200)，其特征在于，所述线性可变滤波器(112、212)包括至少四个带通滤波器。6.根据上述权利要求中任一项所述的光谱仪(100、200)，其特征在于，每个所述带通滤波器的带宽小于20纳米。7.根据上述权利要求中任一项所述的光谱仪(100、200)，其特征在于，所述光波导(108、208)用于沿着偏离所述分发光的平均方向不超过10度的方向分发所述允许进入的光。8.根据上述权利要求中任一项所述的光谱仪(100)，其特征在于，所述出射面(107)的表面积大于所述入射面(105)的表面积。9.根据上述权利要求中任一项所述的光谱仪(100)，其特征在于，所述出射面(107)垂直于所述入射面(105)。10.根据上述权利要求中任一项所述的光谱仪(100、200)，其特征在于，还包括：光控制元件(122)，所述光控制元件(122)设置在所述光波导(108、208)和所述线性可变滤波器(112、212)之间，用于传输从所述出射面(107、207)发射的频率分量的第一子集，并将频率分量的第二子集反射回所述出射面(107、207)；光回收元件(121)，所述光回收元件(121)设置在所述光波导(108、208)远离所述线性可变滤波器(112、212)的一侧，用于通过修改的频率分量集将所述频率分量的第二子集重导回所述出射面(107、207)。11.根据权利要求10所述的光谱仪(100、200)，其特征在于，还包括配置在所述光控制元件(122)和所述光电探测器(114、214)之间的遮光滤波器(110、210)。
12.根据权利要求10或11所述的光谱仪(100、200)，其特征在于，所述光控制元件(122)为增光膜(123)。13.根据权利要求10至12中任一项所述的光谱仪(100、200)，其特征在于，所述光波导(108、208)、所述光控制元件(122)、所述光回收元件(121)、所述线性可变滤波器(112、212)和所述光电探测器(114、214)彼此平行设置。14.根据权利要求13所述的光谱仪(100、200)，其特征在于，还包括第二光波导(104)，所述第二光波导(104)用于将来自所述光源(102、202)的光透射到样本(106、206)。15.根据权利要求14所述的光谱仪(100、200)，其特征在于，所述光波导(108、208)、所述光控制元件(122)、线性可变滤光器(112、212)和图像传感器设置在外壳(116、216)内，所述第二光波导104平行于所述光波导(108、208)设置在所述外壳(116、216)内，所述外壳(116、216)包括孔(118、218)，用于将来自所述第二光波导(104)的光透射到所述样本(106、206)，并接收从所述样本(106、206)反射到所述光波导(108、208)的光频谱分量。16.根据权利要求1至15中任一项所述的光谱仪(100、200)，其特征在于，所述光谱仪(100、200)配置在智能手机或平板设备(130、230)内。17.根据权利要求1至16中任一项所述的光谱仪(100、200)，其特征在于，所述光谱仪(100、200)为拉曼光谱仪、荧光光谱仪和吸收光谱仪中的至少一种。18.一种测量来自光源(102、202)的光的多个频率分量的方法，其特征在于，包括：将光输入具有入射面(105、205)和出射面(107、207)的光波导(108、208)；通过所述出射面(107、207)分发允许进入的光，所述输入光的方向与所述分发光的方向不平行；通过设置在靠近所述出射面(107、207)位置的线性可变滤光器(112、212)滤波所述分发的光，所述线性可变滤波器(112、212)包括带通滤波器阵列；通过设置在靠近所述线性可变滤光器(112、212)位置的多个光电探测器(114、214)接收所述经滤波的光。19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括：获取频谱信息，其中所述频谱信息和基于来自所述多个光电探测器(114、214)的光电检测信号的所述接收到的光的频率分量的绝对强度或相对强度有关。20.根据权利要求17或19所述的方法，其特征在于，还包括：沿着偏离所述分发光的平均方向不超过10度的方向分发所述允许进入的光。21.根据权利要求17至20中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：在相对于所述输入光的方向的垂直方向分发所述允许进入光。22.根据权利要求17至21中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：通过光控制元件(122)透射从所述出射面(107、207)发射的频率分量的第一子集；使用所述光控制元件(122)将光学空间频率的第二子集反射回所述出射面(107、207)；使用光回收元件(121)通过修改的光学空间频率集将所述光学空间频率的第二子集重导回所述出射面(107、207)。23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述光回收元件(121)为增光膜(123)。24.根据权利要求18至23中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：通过第二光波导(104)将光透射到样本(106、206)；
通过所述样本(116、216)反射来自样本(116、216)的光到所述入射面(105、205)，或通过所述样本(116、216)透射光到所述入射面(105、205)。25.根据权利要求18至24中任一项所述的方法，其特征在于，还包括使用拉曼光谱仪、荧光光谱仪和吸收光谱仪中的至少一种执行输入、分发、滤波和接收步骤。

技术总结
一种用于测量来自样本的光的多个频率分量的光谱仪(100)，包括具有入射面和出射面的光波导(108)。出射面的表面积大于入射面的表面积。所述光波导(108)通过入射面(105)允许来自样本(106)的光进入，并通过出射面(107)分发所述允许进入的光。空间相关滤波器(112)设置在靠近出射面的位置，用于滤波所述分发的光。多个光电探测器(114)设置在靠近所述光滤波器的位置，用于接收所述经滤波的光。所述分发的光可以以不超过10度的角度分发。第二光波导(104)可以将来自光源的光发送到样本。第一光波导、第二光波导、滤波器和光电探测器可以彼此平行设置在外壳(116)中。此平行设置在外壳(116)中。此平行设置在外壳(116)中。


技术研发人员：莫蒂
受保护的技术使用者：华为技术有限公司
技术研发日：2019.04.16
技术公布日：2022/3/18