本實(shí)用新型屬于光譜分析儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于LCOS技術(shù)的手持式熒光光譜分析儀。

背景技術(shù)：

在許多應(yīng)用領(lǐng)域如材料學(xué)、生物學(xué)（葉綠素和類胡蘿卜素）、生物醫(yī)學(xué)（惡性病的熒光診斷）和環(huán)境應(yīng)用中都需要用到熒光檢測(cè)技術(shù)。熒光光譜儀可通過(guò)測(cè)量樣品發(fā)出的熒光的波長(zhǎng)，通過(guò)分析其熒光光譜即可以識(shí)別樣品的一些性質(zhì)（元素含量等）。目前已有的手持式熒光光譜分析儀采用光柵式的光譜儀模塊，成本較高。

為了降低手持式熒光光譜儀的成本，本實(shí)用新型將LCOS技術(shù)應(yīng)用于光譜儀的光譜分析模塊，設(shè)計(jì)一種低成本的手持式反射/熒光光譜分析儀。LCOS顯示技術(shù)是一種結(jié)合了半導(dǎo)體與LCD技術(shù)的新型微顯示技術(shù)，就技術(shù)面來(lái)看，該技術(shù)具有高分辨率、高亮度的特性，加上產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，亦具低成本好處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1、本實(shí)用新型的目的。

本實(shí)用新型的目的是提供一種基于LCOS技術(shù)的手持式熒光光譜分析儀，以解決高分辨率、高亮度顯示，且便攜易操作，成本低的技術(shù)問題。

2、本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案。

一種基于LCOS技術(shù)的手持式熒光光譜分析儀，包括：由殼體和手柄相連組成槍狀結(jié)構(gòu)的本體、內(nèi)置于本體的光譜采集單元和光譜探測(cè)器件、以及與光譜探測(cè)器電性連接的控制/處理模塊；其中所述光譜采集單元包括沿光路方向依次設(shè)置的光輸入模塊、光學(xué)準(zhǔn)直器件、偏振轉(zhuǎn)換器件、分光器件和LOCS光路模塊；以及所述LOCS光路模塊包括LCOS芯片像素器件；該LCOS芯片像素器件采用在一塊硅襯底上按照行平行排布若干像素單元。

進(jìn)一步，所述手柄的后端設(shè)有與控制/處理模塊相連的控制面板，該控制面板中鑲嵌有顯示屏。

進(jìn)一步，所述手持式熒光光譜分析儀還包括設(shè)置于本體前端的用于發(fā)出激發(fā)光以照射到待測(cè)樣品上的光源模塊。

進(jìn)一步，所述分光器件包括透明基底，該透明基底的至少一個(gè)表面上固著有至少一層透明涂層，所述透明涂層中包含有一組尺寸或形狀不均勻分布的氣泡。所述分光器件可使不同波長(zhǎng)的光透射后產(chǎn)生不同的衍射和干涉光強(qiáng)分布，從而使得所述LCOS芯片像素器件的若干像素單元采集到大小不等的光功率。

進(jìn)一步，所述光輸入模塊包括一適于濾去激發(fā)光的濾波片。

進(jìn)一步，所述LOCS光路模塊還包括與控制/處理模塊相連的電控裝置；該電控裝置適于對(duì)LCOS芯片像素器件的電壓可控。

進(jìn)一步，所述光學(xué)準(zhǔn)直器件包括兩個(gè)共焦的透鏡，以及設(shè)置于所述兩個(gè)透鏡的共同焦點(diǎn)處的小孔光闌。

3、本實(shí)用新型的有益效果。

本實(shí)用新型的基于LCOS技術(shù)的手持式熒光光譜分析儀，采用中LOCS技術(shù)，由于LCOS芯片像素器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低可以大大降低手持式光譜分析儀的生產(chǎn)成本。又通過(guò)電控裝置將LOCS芯片像素器件的不同像素單元上設(shè)置成不同的電壓，可以使不同像素單元具有不同的反射率，從而可以對(duì)每個(gè)波長(zhǎng)的反射率進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)濾波作用。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的手持式熒光光譜分析儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的光源模塊的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：殼體1、手柄2、光輸入模塊3、光學(xué)準(zhǔn)直器件4、偏振轉(zhuǎn)換器件5、分光器件6、LOCS光路模塊7、控制面板8、光源模塊9、控制/處理模塊10。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。

實(shí)施例

如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的一種基于LCOS技術(shù)的手持式熒光光譜分析儀，包括：由殼體1和手柄2相連組成槍狀結(jié)構(gòu)的本體、內(nèi)置于本體的光譜采集單元和光譜探測(cè)器件、以及與光譜探測(cè)器電性連接的控制/處理模塊10；其中所述光譜采集單元包括沿光路方向依次設(shè)置的光輸入模塊3、光學(xué)準(zhǔn)直器件4、偏振轉(zhuǎn)換器件5、分光器件6和LOCS光路模塊7；以及所述LOCS光路模塊7包括LCOS芯片像素器件；該LCOS芯片像素器件采用在一塊硅襯底上按照行平行排布若干像素單元。

具體的，所述手柄2的后端設(shè)有與控制/處理模塊10相連的控制面板8，該控制面板8中鑲嵌有顯示屏。所述LOCS光路模塊7還包括與控制/處理模塊10相連的電控裝置；該電控裝置適于對(duì)LCOS芯片像素器件的電壓可控。所述偏振轉(zhuǎn)換器件5采用偏振分光棱鏡。

所述手持式熒光光譜分析儀還包括設(shè)置于本體前端的用于發(fā)出激發(fā)光以照射到待測(cè)樣品上的光源模塊9。所述光源模塊9采用例如但不限于鹵素?zé)艋虬坠釲ED。

可選的，所述分光器件6包括透明基底，該透明基底的至少一個(gè)表面上固著有至少一層透明涂層，所述透明涂層中包含有一組尺寸或形狀不均勻分布的氣泡。所述分光器件6可使不同波長(zhǎng)的光透射后產(chǎn)生不同的衍射和干涉光強(qiáng)分布，從而使得所述LCOS芯片像素器件的若干像素單元采集到大小不等的光功率。具體的，當(dāng)經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直后的入射光穿過(guò)氣泡涂層中大小不等的各個(gè)氣泡時(shí)會(huì)發(fā)生不同程度的衍射和干涉。包括如下情況：不同波長(zhǎng)的光射到同一個(gè)氣泡的相同部位，出射的不同波長(zhǎng)衍射光的衍射角度各不相同，會(huì)形成一定的衍射光強(qiáng)分布；同一波長(zhǎng)的光通過(guò)同一氣泡的不同部位，出射后會(huì)形成干涉。由于氣泡大小形狀各異，出射光之間的相位差各不相同，干涉光強(qiáng)也不同；同一波長(zhǎng)的光通過(guò)不同氣泡的不同部位后發(fā)生衍射，傳播方向相同的衍射光之間也會(huì)發(fā)生干涉。

所述光輸入模塊3還包括一適于濾去激發(fā)光的濾波片。具體的，當(dāng)光源模塊9發(fā)出激發(fā)光照射到待測(cè)樣品上，待測(cè)樣品產(chǎn)生熒光。熒光和部分激發(fā)光進(jìn)入光譜儀后，所述濾波片濾去所述的部分激發(fā)光。

優(yōu)選的，所述光學(xué)準(zhǔn)直器件4包括兩個(gè)共焦的透鏡，以及設(shè)置于所述兩個(gè)透鏡的共同焦點(diǎn)處的小孔光闌。

優(yōu)選的，所述LOCS光路模塊7還包括設(shè)置于LCOS芯片像素器件前的偏振片。

本實(shí)用新型基于LCOS技術(shù)的手持式熒光光譜分析儀具體的實(shí)施方式是，光源模塊9發(fā)出激發(fā)光照射到待測(cè)樣品上，待測(cè)樣品產(chǎn)生熒光。熒光和部分激發(fā)光進(jìn)入光譜儀后，所述的部分激發(fā)光被輸入模塊中的濾波片濾去，熒光射入輸入模塊形成光路。光路經(jīng)光學(xué)準(zhǔn)直器件4準(zhǔn)直后，由光學(xué)準(zhǔn)直器件4轉(zhuǎn)換為同一偏振態(tài)的偏振光；再經(jīng)過(guò)分光器件6后，光路被分成f1,f2,...fn不同波長(zhǎng)的光，以不同的衍射角度投射入LCOS芯片像素器件的若干像素單元，每個(gè)波長(zhǎng)通道被分配一定寬度，覆蓋一定數(shù)量的像素單元，根據(jù)波長(zhǎng)通道的寬度設(shè)置像素列單位（如以30個(gè)像素列為單位），通過(guò)控制/處理模塊10控制電控裝置將LOCS芯片像素器件的不同像素列單位上設(shè)置成不同的電壓，同時(shí)借助LCOS芯片像素器件前的偏振片，又使得加載在LCOS像素列單位上的電壓以像素列單位隨時(shí)間發(fā)生變化，從而使不同LCOS像素列單位具有不同的反射率，從而可以對(duì)每個(gè)波長(zhǎng)的反射率進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)濾波作用。經(jīng)過(guò)LOCS芯片像素器件反射回的衍射光再次投射在所述分光器件6上，并由偏振轉(zhuǎn)換器件5輸出，所述光譜探測(cè)器接收由所述偏振轉(zhuǎn)換器件5輸出的光束，將信號(hào)傳輸?shù)娇刂?處理模塊10。所述控制/處理模塊10對(duì)接收到的電信號(hào)結(jié)合像素點(diǎn)電壓進(jìn)行分析處理（波長(zhǎng)、光強(qiáng)等），繪制光譜圖，隨時(shí)間記錄每個(gè)波段的分析結(jié)果，并將樣品的分析結(jié)果傳輸?shù)斤@示屏進(jìn)行顯示。通過(guò)掃描不同寬度的像素列單位，可以得到不同波段對(duì)應(yīng)的FWHM值。

上述描述中的實(shí)施方案可以進(jìn)一步組合或者替換，且實(shí)施方案僅僅是對(duì)本實(shí)用新型專利的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型專利的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型專利設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中專業(yè)技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型專利的技術(shù)方案作出的各種變化和改進(jìn)，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。