[发明专利]使用窄带光学滤波器的高分辨率单光电二极管光谱仪

说明书

本申请涉及使用窄带光学滤波器的高分辨率单光电二极管光谱仪。光学设备可以包括窄带光学滤波器，该窄带光学滤波器用于接收在选定入射角下的光束，其中通过在光学设备中包括的转向元件来使该光束在选定入射角下由窄带光学滤波器接收；以及输出与光束相关联的经过滤的光束，其中经过滤的光束的波长取决于所述光束在窄带光学滤波器上的选定入射角。光学设备可以包括光电二极管以在经过滤的光束被窄带光学滤波器输出之后接收经过滤的光束的至少一部分。

背景

光学滤波器是基于波长来过滤入射在光学滤波器上的光的设备。例如，带通干涉滤波器(在本文被称为带通滤波器)可以透射在特定波长范围内的光，同时拒绝(例如吸收或反射)波长落在该特定波长范围之外(即，高于或低于该特定波长范围)的光。带通滤波器可用在多种应用例如荧光显微术、光谱学、临床化学、成像和许多其他应用中。

概述

根据一些可能的实现方式，光学设备可以包括：窄带光学滤波器，其用于：接收在选定入射角下的光束，其中通过在光学设备中包括的转向元件来使该光束在选定入射角下由窄带光学滤波器接收；以及输出与光束相关联的经过滤的光束，其中经过滤的光束的波长取决于光束在窄带光学滤波器上的选定入射角；以及光电二极管，其在经过滤的光束被窄带光学滤波器输出之后接收经过滤的光束的至少一部分。

根据一些可能的实现方式，一种方法可以包括：由在光学设备中包括的窄带光学滤波器接收在选定入射角下的光束，其中通过在光学设备中包括的转向元件来使光束在选定入射角下由窄带光学滤波器接收；由窄带光学滤波器输出与光束相关联的经过滤的光束，其中经过滤的光束的波长由选定入射角控制；以及在经过滤的光束由窄带光学滤波器输出之后由在光学设备中包括的光电二极管接收经过滤的光束的一部分。

根据一些可能的实现方式，光谱仪可以包括：转向元件，其引导光束，使得光束在特定入射角下入射在窄带光学滤波器上；窄带光学滤波器，其过滤光束以便产生经过滤的光束，其中经过滤的光束的波长取决于特定入射角；以及光电二极管，其接收与光谱测量的执行相关联的经过滤的光束的至少一部分。

本公开的各方面可以在以下一个或更多个实施方式中实现：

1)一种光学设备，包括：

窄带光学滤波器，其用于：

接收在选定入射角下的光束，其中通过在所述光学设备中包括的转向元件来使所述光束在所述选定入射角下由所述窄带光学滤波器接收；以及

输出与所述光束相关联的经过滤的光束，其中所述经过滤的光束的波长取决于所述光束在所述窄带光学滤波器上的所述选定入射角；以及

光电二极管，其在所述经过滤的光束被所述窄带光学滤波器输出之后接收所述经过滤的光束的至少一部分。

2)根据1)所述的光学设备，其中所述窄带光学滤波器是超窄带通(UNBP)滤波器。

3)根据1)所述的光学设备，其中所述转向元件包括微机电系统(MEMS)反射镜。

4)根据1)所述的光学设备，其中所述转向元件包括一组弯曲反射光学元件。

5)根据1)所述的光学设备，其中所述窄带光学滤波器被布置成将所述经过滤的光束发送到样品，使得所述经过滤的光束的至少一部分被所述样品反射或透射到所述光电二极管。

6)根据1)所述的光学设备，其中所述窄带光学滤波器被布置成在所述光束被样品反射或透射之后接收所述光束。

7)根据6)所述的光学设备，还包括准直元件以将所述光束发送到所述转向元件。

8)根据1)所述的光学设备，还包括发射器以发射所述光束。

9)根据1)所述的光学设备，其中所述转向元件包括发射所述光束的发射器，