[实用新型]一种用于同时测量超构材料光芯片反射、透射和吸收光谱的装置

说明书

本实用新型公开了一种用于同时测量超构材料光芯片反射、透射和吸收光谱的装置，其特征在于包括：宽谱白光光源、第一光纤准直镜、第二光纤准直镜、液体流通池、双路光开关、多模光纤跳线、光纤光谱仪和电脑。本申请装置通过双路光开关分别来搭建超构材料光芯片的反射光路和透射光路，在仅仅使用单个光源和单个光谱仪的情况下，通过双路光开关交替切换实现超构材料光芯片反射光谱和透射光谱的同时测量，再通过利用连续测量得到一次反射和一次透射结果计算得到吸收光谱。

技术领域

本实用新型属于微纳光子学、生物传感、纳米材料、光学检测等技术领域，具体涉及一种用于超构材料光芯片反射、透射和吸收光谱同时测量的光学装置。

背景技术

现有超构材料光芯片光谱测量的装置，主要可以分为两类：一类是基于光纤的透射光谱测量系统，该装置仅仅能测量样品的透射光谱，存在测量光谱单一和在很多应用中难以满足测量需求的缺陷。另一类是基于空间光路的反射和透射光谱测量系统，尽管该装置可以测量样品的透射和反射光谱，但每次测量只能测量其中一种光谱。需要测量另一种光谱时，需要改变仪器设定(如手动切换光路)，无法同时得到样品的反射和透射光谱。另外为了得到吸收光谱，只能将反射和透射光谱的数据导出，后处理得到相应的结果。尽管该光学装置可以分别测量样品的透射谱和反射谱，但测量过程复杂，用时较长，尤其将测量光路用于生化样品的实时传感检测，无法快速得到所有光谱的传感数据。

因此在超构材料光芯片光谱测量中，更简单、更快、更多得到超构材料光芯片的光谱信息是一个亟待解决的重要问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种用于同时测量超构材料光芯片反射、透射和吸收光谱的装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种用于同时测量超构材料光芯片反射、透射和吸收光谱的装置，其特征在于包括：宽谱白光光源、第一光纤准直镜、第二光纤准直镜、液体流通池、双路光开关、多模光纤跳线、光纤光谱仪和电脑；

所要测试的超构材料光芯片封装在液体流通池中，第一光纤准直镜和第二光纤准直镜分别设置在液体流通池的两侧，光芯片位于两个光纤准直镜的中心；

所述双路光开关包括上路和下路光开关；所述多模光纤跳线包括第一Y型光纤跳线、第二Y型光纤跳线和单通光纤跳线；

所述宽谱白光光源和上路光开关的一端分别连接第一Y型光纤跳线两个分支端，其公共端连接第一光纤准直镜；

第二光纤准直镜和下路光开关的一端通过单通光纤跳线连接；

所述上路和下路光开关的另一端分别连接第二Y型光纤跳线两个分支端，其公共端连接光纤光谱仪；

光纤光谱仪分别通过连接线对光开关和宽谱白光光源进行控制，光谱仪与电脑的数据交换采用USB数据线连接。

进一步的，所要测试超构材料光芯片的基底尺寸为10mm×10mm×1mm。

进一步的，第一光纤准直镜和第二光纤准直镜之间的距离为100mm。

进一步的，多模光纤跳线的光纤纤芯直径为400μm或者600μm。

进一步的，多模光纤跳线光纤的端面依次采用颗粒尺寸为9μm、3μm、1μm、0.03μm的金刚石砂纸抛光，光纤连接头采用SMA905。

进一步的，Y型光纤跳线为50:50熔融拉锥Y型光纤跳线。

进一步的，双路光开关的快门频率最大为40Hz，快门延迟10ms。