一种基于MEMS检测器的中红外光谱仪

摘要

本发明提供一种基于MEMS检测器的中红外光谱仪，包括红外光源、前置光学系统、样品池、分光成像模块、MEMS检测器、控制与信号处理模块。本发明采用固定光栅分光，阵列检测器检测，整个仪器无任何移动部件，具有很强的环境适应能力，且由于采用线阵检测器，检测范围内各波长同时被采集，可以提高光谱采集速度。本发明体积小、便于携带，可用于现场和在线检测等，适应野外振动、潮湿以及温差大的恶劣环境。

主权项

一种基于MEMS检测器的中红外光谱仪，包括红外光源（1）、前置光学系统（2）、样品池（3），其特征在于：还包括分光成像模块、MEMS检测器、控制与信号处理模块；所述分光成像模块包括斩光器（4）、狭缝（6）、准直镜（7）、光栅（8）、聚光镜（9）和柱面镜（10）；斩光器（4）位于狭缝（6）的前面，准直镜（7）位于狭缝（6）的后面；红外光源（1）发出的光线经过前置光学系统（2）和样品池（3）后先被斩光器（4）调制，然后聚焦于狭缝（6），通过狭缝（6）的光被准直镜（7）准直成平行光后投射到光栅（8），光栅（8）对入射光衍射后经聚焦镜（9）在其焦面上形成不同波长的狭缝清晰像，不同波长的狭缝清晰像通过柱面镜（10）后映射在MEMS检测器（11）上；位于MEMS检测器（11）和聚焦镜（9）之间的柱面镜（10）将垂直于柱面镜散射面的狭缝清晰像高度压缩，使映射在MEMS检测器（11）上的光斑更强； 所述MEMS检测器由上至下依次包括顶部电极（17）、PZT薄膜（16）、底部电极（18）、基片（20）；所述基片为硅衬垫，基片的背面悬空；顶部电极（17）、PZT薄膜（16）和底部电极（18）构成两个以上的检测单元，各个检测单元彼此互不相连，呈阵列分布；顶部电极和底部电极分别设置有引线（15）和（19）；所述控制与信号处理模块包括控制与信号采集模块（13）以及与其分别连接的检测器信号处理电路（12）、斩光器控制模块（5）、计算机（14）；斩光器控制模块（5）与检测器信号处理电路（12）连接，斩光器控制模块（5）与斩光器（4）连接，检测器信号处理电路（12）与MEMS检测器（11）连接。