一种平动光栅光阀傅里叶微型光谱仪

摘要

本发明提出一种平动光栅光阀傅里叶微型光谱仪，采用MEMS技术，光谱分析技术，傅里叶数字变换技术；系统中包括光源，准直系统，成像系统，可编程空间光调制器阵列，和单个探测器件；激光波面到调制器处，会发生波面分割，一部分光从上表面反射，另一部分从下表面反射，两束为相干光发生干涉；通过静电驱动改变可编程空间光调制器上下表面之间的高度差，从而改变相干光光程差，实现干涉条纹调制；由单探测器测得光能量变化，利用傅里叶数字变换技术和光程差校正技术，测得样品信息；无需使用传统分光光栅或离子分束器，实现单一器件既分光又选通双重功能，简化系统，缩短光路，使得器件结构加紧凑，集成度高，可广泛应用于各类生产研究中。

主权项

一种平动光栅光阀傅里叶微型光谱仪，其特征在于所述光谱仪包含有光源（1）、样品池（2）、准直成像系统（3）、平动光栅光阀阵列（4）和单探测器（5）；所述样品池位于光源（1）的出射光路上，所述准直成像系统（3）位于样品池（2）之后的光路上，所述平动光栅光阀阵列（4）位于准直成像系统（3）出射光之后，所述单探测器（5）位于平动光栅光阀阵列（4）的反射光经过准直成像系统（3）后的二次出射光路之后；所述光源（1）发出的光为复色光，复色光通过样品池（2）后，经由准直成像系统（3）准直，进入平动式光栅光阀阵列（4），实现复色光波面调制，调制光二次经过准直成像系统（3），成像在单探测器（5）上，进而测出能量谱；所述平动光栅光阀阵列（4）是通过静电驱动下拉光栅光阀上表面，连续整体改变平动光栅光阀上下表面间高度差，所述复色光进入平动光栅光阀阵列（4）后，在任一高度差下，光波都可以被光栅上下表面分割为相干的两束光，并且两束光之间形成稳定的干涉条纹，利用光栅光阀的调制特性，改变高度差，不同高度差下的干涉光谱信号可以在成像位置由单探测器输出响应电信号，再经信号处理电路对电信号进行采样，采样点位于每个改变高度差之后形成稳定干涉条纹的时刻，并与驱动信号时序相匹配，以区分不同下拉电压对应的高度差；对该电信号采用傅里叶光谱变换算法进行处理之后，通过傅里叶逆变换还原光谱信息，获得入射光的光谱。