专利名称：提高光谱仪灵敏度的方法及其实施装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及物理光学领域、光谱仪器，具体讲涉及提高光谱仪灵敏度的方法及其实施装置。
背景技术：
光谱仪是一种重要而常用的科学仪器，用于对光源和物质进行精密的分析。为了提高仪器的分析灵敏度、精度和速度等性能，不断有人采用新的技术和器件改进光谱仪。
如王柯敏等设计的发明专利(CCD光栅集成全波长光谱仪，专利号CN01114410.6)，温志渝等设计的发明专利(集成化微型光谱仪，专利号CN02119512.9)，袁洪福等设计的发明专利(在线近红外光谱仪，申请号CN02125852.X)，刘木清设计的发明专利(手持式光谱仪，申请号CN01254633.X)，刘木清等设计的发明专利(一种0.7-1.7微米波段的近红外光谱仪，申请号CN03270366.X)。在上述设计均采用线阵CCD(电荷耦合器件)作为来提高光谱仪的性能。CCD具有快速的优点，但相对于光电倍增管等其他光电器件，CCD的灵敏度要低很多，在分析某些物质成分时仍显不足。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种大幅度提高采用CCD等线性阵列光电传感器的光谱仪的灵敏度的方法及其实施装置。本发明采用的技术方案是一种提高光谱仪灵敏度的方法，使光源发射的光依次通过被测物体、狭缝、凹面反射镜、光栅、另一凹面反射镜、平面反射镜到达线性阵列光电器件，其特征是，在狭缝和被测物体间安装用来增加有效入射光强度的一组准直透镜，在平面反射镜和线性阵列光电器件间安装一个柱面镜。
所述的安装一组准直透镜为安装两个透镜。
一种提高光谱仪灵敏度的实施装置，包括光源、狭缝、凹面反射镜、光栅、另一凹面反射镜、平面反射镜和线性阵列光电器件，光源发射的光依次通过被测物体、狭缝、凹面反射镜、光栅、另一凹面反射镜、平面反射镜到达线性阵列光电器件，其特征是，在狭缝和被测物体间设置有用来增加有效入射光强度的一组准直透镜，在平面反射镜和线性阵列光电器件间设置有一个柱面镜。
所述的一组准直透镜为两个透镜。
所述的两个透镜放置在狭缝两侧，一侧一个透镜。
所述的线性阵列光电器件为CCD器件。
所述的线性阵列光电器件为CMOS器件一种提高光谱仪灵敏度的实施装置，包括光纤、凹面反射镜、光栅、另一凹面反射镜、平面反射镜和线性阵列光电器件，由光纤输入的光依次通过凹面反射镜、光栅、另一凹面反射镜、平面反射镜到达线性阵列光电器件，其特征是，在前光纤设置有用来增加有效入射光强度的一组准直透镜。
本发明具备以下效果由于本发明在光谱仪狭缝前方或后方安装一组准直透镜，以增加有效入射光的强度，在CCD或其他线性阵列光电器件的前方安装一个柱面镜，用以聚焦分光后的光强，增加CCD或其他线性阵列光电器件所接收到的光强，因而本发明可提高采用CCD等线性阵列光电传感器的光谱仪的灵敏度和速度。
图1本发明光路原理图。
图2为本发明另一实施例光路原理图。
附图中1为光源 2为被测物体(质) 3为透镜 4为透镜5为狭缝 6为凹面反射镜 7为光栅 8为凹面反射镜9为平面反射镜 10为柱面聚光镜 11为CCD具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明。
本发明高灵敏度光谱仪的实施例一如图1所示，虚线框内为常规的采用CCD等线性阵列光电传感器的光谱仪的结构，测量时，由于被测物体的散射作用，光源1透过被测物体2中的很少一部分光能够进入光谱仪的狭缝5，而这一部分光中又只有一小部分直射光能够通过凹面反射镜6的反射照射到光栅7上，由光栅7分光后的光经过凹面反射镜8和平面反射镜9的反射后照射到CCD11等线性阵列光电传感器上。本发明在光谱仪的狭缝前方增加一套由透镜3和4组成的准直镜，将透过被测物体2的平行光压缩，使得能够通过狭缝和最终投射到光栅的有效光强大大地增加。
由于CCD的象素点很小，且CCD的分布方向与狭缝的方向垂直，因而又只有极小部分光束能够达到CCD的象素上被CCD检测到。为了提高CCD检测到的光强，本发明在CCD前放置一个柱面镜，使得CCD处于柱面镜的焦点(线)上，因而可以大幅度提高CCD所检测到的光强。
综上所述，本发明通过在采用CCD等线性阵列光电传感器的光谱仪的狭缝前方放置准直镜和在CCD前方放置柱面镜的方法，大幅度提高了CCD可以检测到的有效光强，从而提高了光谱仪的灵敏度，也十分有利于提高光谱仪的速度和精度。
本发明高灵敏度光谱仪的实施例二如图2所示，虚线框内为常规的采用CCD等线性阵列光电传感器的光谱仪的结构，本发明在光谱仪的狭缝前后增加一套由透镜3和4组成的准直镜，将透过被测物体2的平行光压缩，使得能够通过狭缝和最终投射到光栅的有效光强大大地增加。在CCD前放置一个柱面镜，使得CCD处于柱面镜的焦点(线)上，因而可以大幅度提高CCD所检测到的光强。
本发明高灵敏度光谱仪的实施例三在采用光纤作为输入和采用CCD等线性阵列光电传感器的光谱仪中，在输入光纤前增加由透镜3和4组成的准直镜，在CCD前放置一个柱面镜，使得CCD处于柱面镜的焦点(线)上，大幅度提高了CCD可以检测到的有效光强，从而提高了光谱仪的灵敏度，也十分有利于提高光谱仪的速度和精度。
权利要求
1.一种提高光谱仪灵敏度的方法，使光源发射的光依次通过被测物体、狭缝、凹面反射镜、光栅、另一凹面反射镜、平面反射镜到达线性阵列光电器件，其特征是，在狭缝和被测物体间安装用来增加有效入射光强度的一组准直透镜，在平面反射镜和线性阵列光电器件间安装一个柱面镜。
2.根据权利要求1所述的一种提高光谱仪灵敏度的方法，其特征是，所述的安装一组准直透镜为安装两个透镜。
3.一种提高光谱仪灵敏度的实施装置，包括光源、狭缝、凹面反射镜、光栅、另一凹面反射镜、平面反射镜和线性阵列光电器件，光源发射的光依次通过被测物体、狭缝、凹面反射镜、光栅、另一凹面反射镜、平面反射镜到达线性阵列光电器件，其特征是，在狭缝和被测物体间设置有用来增加有效入射光强度的一组准直透镜，在平面反射镜和线性阵列光电器件间设置有一个柱面镜。
4.根据权利要求3所述的一种提高光谱仪灵敏度的实施装置，其特征是，所述的一组准直透镜为两个透镜。
5.根据权利要求4所述的一种提高光谱仪灵敏度的实施装置，其特征是，所述的两个透镜放置在狭缝两侧，一侧一个透镜。
6.根据权利要求3所述的一种提高光谱仪灵敏度的实施装置，其特征是，所述的线性阵列光电器件为CCD器件。
7.根据权利要求3所述的一种提高光谱仪灵敏度的实施装置，其特征是，所述的线性阵列光电器件为CMOS器件。
8.一种提高光谱仪灵敏度的实施装置，包括光纤、凹面反射镜、光栅、另一凹面反射镜、平面反射镜和线性阵列光电器件，由光纤输入的光依次通过凹面反射镜、光栅、另一凹面反射镜、平面反射镜到达线性阵列光电器件，其特征是，在前光纤设置有用来增加有效入射光强度的一组准直透镜。
全文摘要
本发明涉及物理光学领域、光谱仪器，具体讲涉及提高光谱仪灵敏度的方法及其实施装置。为提供一种大幅度提高采用CCD等线性阵列光电传感器的光谱仪的灵敏度的方法及其实施装置，本发明采用的技术方案是在光谱仪狭缝前方或后方安装一组准直透镜，以增加有效入射光的强度，在CCD或其他线性阵列光电器件的前方安装一个柱面镜，用以聚焦分光后的光强，增加CCD或其他线性阵列光电器件所接收到的光强。本发明主要用于提高光谱仪灵敏度。
文档编号G01N21/71GK1831498SQ20061001316
公开日2006年9月13日 申请日期2006年2月14日 优先权日2006年2月14日
发明者林凌, 李刚 申请人:天津大学