DK2929307T3 - Spektrometer til analyse af en lysstråles spektrum - Google Patents

Spektrometer til analyse af en lysstråles spektrum Download PDF

Info

Publication number
DK2929307T3
DK2929307T3 DK13808131.0T DK13808131T DK2929307T3 DK 2929307 T3 DK2929307 T3 DK 2929307T3 DK 13808131 T DK13808131 T DK 13808131T DK 2929307 T3 DK2929307 T3 DK 2929307T3
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
light beam
polarization
spectrometer
wavelength
deflected light
Prior art date
Application number
DK13808131.0T
Other languages
English (en)
Inventor
Olivier Acher
Christian Brach
Viviane Millet
Sébastien Corde
Simon Richard
Daphné Heran
Original Assignee
Horiba France Sas
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Horiba France Sas filed Critical Horiba France Sas
Application granted granted Critical
Publication of DK2929307T3 publication Critical patent/DK2929307T3/da

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/0205Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/021Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using plane or convex mirrors, parallel phase plates, or particular reflectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/0205Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/0224Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using polarising or depolarising elements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/12Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J3/18Generating the spectrum; Monochromators using diffraction elements, e.g. grating
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/447Polarisation spectrometry
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06Illumination; Optics
    • G01N2201/063Illuminating optical parts
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06Illumination; Optics
    • G01N2201/063Illuminating optical parts
    • G01N2201/0633Directed, collimated illumination
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/18Diffraction gratings
    • G02B5/1866Transmission gratings characterised by their structure, e.g. step profile, contours of substrate or grooves, pitch variations, materials

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Claims (13)

1. Spektrometer (100; 200; 300) til analyse afen opstrøms lysstråles (1) spektrum med: - en indgangsspalte (101), der er indrettet til at lade den opstrøms lysstråle (1) passere igennem, - kollimationsmidler (110), der er indrettede til ud fra den opstrøms lysstråle (1) at frembringe en kollimeret lysstråle (10), og - midler til vinkelmæssig spredning (120), der er anbragt således, at de indfanger den kollimerede lysstråle (10) og vinkelmæssigt spreder den kollimerede lysstråle (10) afhængigt afen flerhed af bølgelængder (Ål, Å2), idet spektrometeret (100) er kendetegnet ved, at: - midlerne til vinkelmæssig spredning (120) omfatter mindst et diffraktionsgitter til adskillelse efter polarisation, som har en normal N til gitteret, idet diffraktionsgitteret til adskillelse efter polarisation er beregnet til at afbøje den kollimerede lysstråle (10) i: - mindst en første afbøjet lysstråle (11, 12) ifølge en første diffraktionsorden, som enten er diffraktionsordenen +1 eller diffraktionsordenen -1 af diffraktionsgitteret til adskillelse efter polarisation (120), idet den første afbøjede lysstråle (11, 12) er afbøjet vinkelmæssigt afhængigt af flerheden af bølgelængder (Ål, Å2) og har en første polarisationstilstand, som er cirkulær, og - en anden afbøjet lysstråle (21, 22) ifølge en anden diffraktionsorden, som enten er diffraktionsordenen +1 eller diffraktionsordenen -1 af diffraktionsgitteret til adskillelse efter polarisation, idet den anden diffraktionsorden er forskellig fra den første diffraktionsorden, idet den anden afbøjede lysstråle (21, 22) er afbøjet vinkelmæssigt afhængigt af flerheden af bølgelængder (Ål, Å2) og har en anden polarisationstilstand, som er cirkulær og ortogonal på den første polarisationstilstand, og at det har: - optiske rekombinationsmidler (130; 330; 430), der i det mindste er indrettede på en optisk vej for den anden afbøjede lysstråle (21, 22), nedstrøms for diffraktionsgitteret til adskillelse efter polarisation (120), idet de optiske rekombinationsmidler (130; 330; 430) omfatter mindst en plan optisk reflekterende overflade (130; 331; 432), som er parallel med normalen N til gitteret, og som er indrettet til i det mindste at bortlede den anden afbøjede lysstråle (21, 22), og - fokuseringsmidler (140), der er indrettede til for hver bølgelængde i flerheden af bølgelængder (Ål, Å2) at fokusere den første afbøjede lysstråle (11, 12) og den anden afbøjede lysstråle (21, 22) på en og samme fokuseringsflade (141).
2. Spektrometer (100; 200; 300) ifølge krav 1, i hvilket diffraktionsgitteret til adskillelse efter polarisation (120) er plant og har retlinede og parallelle linier (122).
3. Spektrometer (100; 200) ifølge krav 2, i hvilket den plane optiske reflekterende flade (130; 331; 432) er parallel med linierne (122) i diffraktionsgitteret til adskillelse efter polarisation (120), således at den første afbøjede lysstråle (11, 12) og den anden afbøjede lysstråle (21, 22) for hver bølgelængde i flerheden af bølgelængder (Ål, Å2) fokuseres af fokuseringsmidlerne (140) i et og samme fokuseringspunkt (31, 32) på fokuseringsfladen (141), idet fokuseringspunkterne (31, 32) er adskilte på fokuseringsfladen (141) afhængigt af flerheden af bølgelængder (Ål, Å2).
4. Spektrometer (300) ifølge krav 2, i hvilket den plane optiske reflekterende flade (130) sammen med linierne (122) i diffraktionsgitteret til adskillelse efter polarisation (120) danner en vinkel mellem 0° og 90°, således at den første afbøjede lysstråle (11, 12) og den anden afbøjede lysstråle (21, 22) for hver bølgelængde i flerheden af bølgelængder (Ål, Å2) fokuseres af fokuseringsmidlerne (140) på to adskilte fokuseringspunkter (31, 31A, 32, 32A) på fokuseringsfladen (141), idet de to adskilte fokuseringspunkter (31, 31A, 32, 32A) er adskilte på fokuseringsfladen (141).
5. Spektrometer (200) ifølge et af kravene 1 til 4 med en fast eller bevægelig udgangsspalte (201), der er anbragt på fokuseringsfladen (141) og indrettet til at lade de af fokuseringsmidlerne (140) rekombinerede afbøjede lysstråler (11, 21) passere igennem til fokuseringsfladen (141).
6. Spektrometer (100) ifølge et af kravene 1 til 5 med påvisningsmidler (150) anbragt på fokuseringsfladen (141) og indrettet til for hver bølgelængde i flerheden af bølgelængder (Ål, Å2) at afgive et signal med hensyn til summen af afbøjet lysintensitet ved den bølgelængde (Ål, Å2) i diffraktionsordenen +1 og af afbøjet lysintensitet ved den bølgelængde (Ål, Å2) i diffraktionsordenen -1.
7. Spektrometer (100; 300) ifølge et af kravene 1 til 6, i hvilket de optiske rekombinationsmidler (130) har et plant spejl anbragt således, at det for hver bølgelængde i flerheden af bølgelængder (Ål, Å2) reflekterer den anden afbøjede lysstråle (21, 22) i en retning, der er parallel med den første afbøjede lysstråle (11,12).
8. Spektrometer (100; 200) ifølge et af kravene 1 til 6, i hvilket de optiske rekombinationsmidler (330) har et prisme, der omfatter en basis (331), en indgangsflade (332) og en udgangsflade (333), der hælder i forhold til indgangsfladen (332), idet indgangsfladen (332) og udgangsfladen (333) for hver bølgelængde i flerheden af bølgelængder (Ål, Å2) bryder den første afbøjede lysstråle (11, 12) og den anden afbøjede lysstråle (21, 22), idet den anden afbøjede lysstråle (21, 22) for hver bølgelængde i flerheden af bølgelængder (Ål, Å2) bortledes ved refleksion på prismets (330) basis (331) mellem indgangsfladen (332) og udgangsfladen (333).
9. Spektrometer (100) ifølge et af kravene 1 til 6, i hvilket de optiske rekombinationsmidler (430) har: - en plade (433) med kvartbølgeforsinkelse anbragt i udgangen af diffraktionsgitteret til adskillelse efter polarisation (120), idet pladen (433) med kvartbølgeforsinkelse er indrettet til at ændre den første polarisationstilstand og den anden polarisationstilstand for at omdanne deres cirkulære ortogonale polarisationstilstande til lineære polarisationstilstande, som er indbyrdes ortogonale, - et første spejl (431) og et andet spejl (432) anbragt parallelt for at stå over for hinanden og vinkelret på diffraktionsgitteret til adskillelse efter polarisation (120), således at det første spejl (431), henholdsvis det andet spejl (432) for hver bølgelængde i flerheden af bølgelængder (Ål) reflekterer den første afbøjede lysstråle (11), henholdsvis den anden afbøjede lysstråle (21), og - en polarisationsrekombinations-terning (4340), som har en rekombinationsgrænseflade (4343), som er anbragt mellem det første spejl (431) og det andet spejl (432), således at den af det første spejl (431) reflekterede første afbøjede lysstråle (11) falder ind på en første indgangsflade (4341A) på polarisationsrekombinations-terningen (4340), og den af det andet spejl (432) reflekterede anden afbøjede lysstråle (21) falder ind på en anden indgangsflade (4342A) på polarisationsrekombinations-terningen (4340), idet den ene af de reflekterede afbøjede lysstråler (21) reflekteres af rekombinationsgrænsefladen (4343), og den anden reflekterede afbøjede lysstråle (11) transmitteres af rekombinationsgrænsefladen (4343), idet den første afbøjede lysstråle (11) og den anden afbøjede lysstråle (21) er parallelle ved udgangen fra polarisationsrekombinations-terningen (4340).
10. Spektrometer (100) ifølge et af kravene 1 til 8, i hvilket kollimationsmidlerne (110) omfatter et optisk kollimationssystem med en digital kollimationsåbning, og i hvilket fokuseringsmidlerne (140) omfatter et optisk fokuseringssystem med en digital fokuseringsåbning, som er mindst lig med det dobbelte af den digitale kollimationsåbning.
11. Spektrometer (100) ifølge krav 6 og et af kravene 7 til 10, i hvilket påvisningsmidlerne har en flerkanaldetektor.
12. Spektrometer ifølge krav 6 og et af kravene 7 til 10, i hvilket påvisningsmidlerne har en bevægelig spalte og en enkeltkanaldetektor.
13. Spektrometer (200) ifølge krav 5 og et af kravene 7 til 10 med en fluorescenscelle (202) og målemidler (210), idet fluorescenscellen (202) er anbragt nedstrøms for udgangsspalten (201), således at den belyses af de rekombinerede afbøjede lysstråler (11, 21) og udsender et fluorescenssignal, idet målemidlerne (210) er indrettede til at måle fluorescenssignalets lysintensitet.
DK13808131.0T 2012-12-04 2013-11-29 Spektrometer til analyse af en lysstråles spektrum DK2929307T3 (da)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1261625A FR2998962B1 (fr) 2012-12-04 2012-12-04 Spectrometre pour l'analyse du spectre d'un faisceau lumineux
PCT/FR2013/052900 WO2014087081A1 (fr) 2012-12-04 2013-11-29 Spectromètre pour l'analyse du spectre d'un faisceau lumineux

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DK2929307T3 true DK2929307T3 (da) 2019-04-15

Family

ID=47833219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK13808131.0T DK2929307T3 (da) 2012-12-04 2013-11-29 Spektrometer til analyse af en lysstråles spektrum

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9638635B2 (da)
EP (1) EP2929307B1 (da)
DK (1) DK2929307T3 (da)
FR (1) FR2998962B1 (da)
WO (1) WO2014087081A1 (da)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3722787B1 (en) * 2017-12-07 2024-03-27 Yokogawa Electric Corporation Spectroscopic analyzer
KR102527672B1 (ko) 2018-04-06 2023-04-28 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 비선형 광학계를 갖는 검사 장치
CN109212766B (zh) * 2018-09-10 2021-07-27 武汉光迅科技股份有限公司 一种分光装置、波长选择开关和分光方法
CN110376213B (zh) * 2019-08-14 2022-01-25 深圳市麓邦技术有限公司 光学检测系统及方法
US12449575B2 (en) * 2019-12-16 2025-10-21 Jasco Corporation Reflective polarized light separation and diffraction element and optical measurement device comprising same
CN113206387B (zh) * 2021-04-22 2022-10-14 电子科技大学 一种宽带宽的太赫兹频段准光和差比较器
CN113155285B (zh) * 2021-04-23 2024-12-20 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种星载小型轻量化Dyson高光谱成像仪系统
CN119534351B (zh) * 2024-11-21 2025-09-09 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种定域面固定的棱镜型外差光谱仪

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08122706A (ja) * 1994-10-19 1996-05-17 Advantest Corp 偏光解消装置及びこれを用いた分光装置
WO2002059584A2 (en) * 2000-12-29 2002-08-01 Chromagen, Inc. Scanning spectrophotometer for high throughput fluorescence detection
JP4645173B2 (ja) 2004-11-26 2011-03-09 株式会社ニコン 分光器、及びこれを備えている顕微分光装置
WO2008130561A1 (en) 2007-04-16 2008-10-30 North Carolina State University Multi-layer achromatic liquid crystal polarization gratings and related fabrication methods
EP2137558B1 (en) 2007-04-16 2011-10-19 North Carolina State University Low-twist chiral liquid crystal polarization gratings and related fabrication methods

Also Published As

Publication number Publication date
EP2929307A1 (fr) 2015-10-14
US9638635B2 (en) 2017-05-02
US20150316476A1 (en) 2015-11-05
EP2929307B1 (fr) 2019-01-02
WO2014087081A1 (fr) 2014-06-12
FR2998962B1 (fr) 2015-02-20
FR2998962A1 (fr) 2014-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK2929307T3 (da) Spektrometer til analyse af en lysstråles spektrum
US9709441B2 (en) Spectrometer of high diffraction efficiency for analyzing the spectrum of a light beam
US8184285B2 (en) Method and apparatus using volume holographic wavelength blockers
CN110631702B (zh) 一种光谱分辨率增强装置
CN106441581B (zh) 一种高分辨率的线阵ccd直读型光谱仪
JP5517621B2 (ja) 高感度スペクトル分析ユニット
JP6097412B2 (ja) 光学装置
US11639873B2 (en) High resolution multi-pass optical spectrum analyzer
CN110501074B (zh) 高通量宽谱段高分辨率的相干色散光谱成像方法及装置
JP4790822B2 (ja) 光学分光計
CN214173564U (zh) 一种基于阶梯光栅的闪电光谱成像仪
CN102967367B (zh) 一种紫外二维全谱高分辨光学系统
CN101023388A (zh) 用于布拉格光栅可调谐滤光器的方法和装置
US12174066B2 (en) Reducing polarization dependent loss (PDL) in a grating-based optical spectrum analyzer (OSA)
JPH05281041A (ja) 分光器
CN209513049U (zh) 光谱仪色散组件及光谱仪
US8786853B2 (en) Monochromator having a tunable grating
CN115014519A (zh) 一种基于法布里珀罗干涉仪的超光谱分辨光谱仪
CN108713135B (zh) 一种光谱分析系统
KR20160143969A (ko) 평면거울 및 렌즈를 이용한 성능개선 분광기
CN207366081U (zh) 一种摄谱仪
JP2017150981A (ja) 分光装置
CN113624339A (zh) 一种基于dmd和中阶梯光栅的同向色散光谱分析仪及方法
TW202536369A (zh) 用於同步3d高光譜成像的光學構件和系統
CN119355948A (zh) 用于光学检测系统的光路切换装置