[发明专利]一种基于复合抛物面聚光器的小型近红外光谱仪光学系统

权利要求书

1.一种基于复合抛物面聚光器的小型近红外光谱仪光学系统，其特征在于，所述系统包括一个光学平台，所述光学平台上依次设置有：光源、滤光装置、第一聚焦机构、样品室、第二聚焦机构和光谱探测器；所述光源能够发出多个不同波长的近红外光；所述滤光装置与光源对应设置，近红外光经过滤光装置后形成单色近红外光；所述第一聚焦机构对所述单色近红外光进行第一次聚焦，产生聚焦光斑；所述样品室设置在聚焦光斑处，用于放置待测样品；所述第二聚焦机构左右成非对称结构，对待测样品透射的发散近红外光进行第二次聚焦；所述光谱探测器接收并检测不同波长的近红外光谱信号；

所述样品室的纵截面为圆形，由透光性好的塑料或玻璃构成；

所述光谱探测器是象元数为1的单元式探测器，同一时刻采集单一波长的光谱。

2.根据权利要求1所述的基于复合抛物面聚光器的小型近红外光谱仪光学系统，其特征在于，所述光源包括光源盘及固定在光源盘上的9个LED，9个LED排列为3×3的正方形，每个LED等间隔分布；由电路控制9个LED在不同时刻分别发出不同波长的近红外光。

3.根据权利要求2所述的基于复合抛物面聚光器的小型近红外光谱仪光学系统，其特征在于，所述滤光装置包括滤光片盘以及固定在滤光片盘上的9个滤光片，每个滤光片与所述每个LED一一对应设置，9个滤光片排列为3×3的正方形结构，每个滤光片等间隔分布，不同位置处的滤光片的中心波长与对应的LED的峰值波长一致。

4.根据权利要求1所述的基于复合抛物面聚光器的小型近红外光谱仪光学系统，其特征在于，所述第一聚焦机构为聚焦透镜，将近红外光聚焦为比较均匀的光斑并照射到样品室中的待测样品上；所述第一聚焦机构的中心与光源的中心、滤光装置的中心都在同一条直线上。

5.根据权利要求1所述的基于复合抛物面聚光器的小型近红外光谱仪光学系统，其特征在于，所述第二聚焦机构是内部镀有高反射膜的复合抛物面聚光器，由左反射镜和右反射镜组成，所述左反射镜为全尺寸结构的复合抛物面反射镜，所述右反射镜为截短型结构的复合抛物面反射镜，所述左反射镜将待测样品透射的发散近红外光线的倾斜角度有效减小，再由右反射镜将光线进一步会聚到光谱探测器上。

6.根据权利要求5所述的基于复合抛物面聚光器的小型近红外光谱仪光学系统，其特征在于，所述左反射镜与所述右反射镜对接，所述左反射镜的大口端直径与所述右反射镜的大口端直径相等；透过待测样品的发散近红外光线从左反射镜的小口端进入，在左反射镜内表面发生第一次反射，再由左反射镜的大口端进入右反射镜，在右反射镜内表面发生第二次反射，最后通过右反射镜的小口端会聚到光谱探测器上。

7.根据权利要求6所述的基于复合抛物面聚光器的小型近红外光谱仪光学系统，其特征在于，所述左反射镜的最大聚光角大于右反射镜的最大聚光角，左反射镜和右反射镜的最大聚光角均不超过30°。