光学检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种光学检测装置，该光学检测装置包括一光源，产生一发射光束；一第一分光器，将该发射光束分割成一补偿光束及一检测光束，其中该第一分光器将该检测光束导向一目标物；一第二分光器，将来自该第一分光器的补偿光束重新定向，其中该第一分光器和该第二分光器的部分波长依赖特性相一致；一第一光电探测器，检测经由该第二分光器重新定向的补偿光束；及一第二光电探测器，检测经由该第一分光器重新定向的并经由该目标物反射的检测光束。本发明专利技术还提供了一种光学检测方法。本发明专利技术的光学检测装置及光学检测方法能准确检测一目标物反射的光束。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种光学检测装置及光学检测方法。
技术介绍
光学反射检测是光学分析的基本应用之一。随着被分析物的光学特性研究，人们可以检测被分析物的表面结构，检测被分析物的组分或者是量化特定化合物的浓度。反射率的检测提供了远程，非接触及非侵入的检测方式来获取被分析物的信息。因此，光学反射检测装置广泛应用于分析化学、航空及医疗领域。适用于光学检测的光源，例如是激光。然而，光源的不稳定性及分光器的波长依赖特性限制了光学反射检测的精度和准度。光源的不稳定性会造成中心波长的漂移及噪声强度产生变化。此外，薄膜涂层的不均匀性及分光器的衍射还会导致波长和透射率(或反射率)之间呈非线性关系。由光源的不稳定性产生的噪音及分光器的波长依赖特性阻碍着良好信号的采集。因此，检测到的信号不能代表反射光的实际光功率。目前，已报道许多改进光学检测装置性能的方法。首先，利用高级激光器提高光源的稳定性，其中该高级激光器设有谐振腔、激光控制电路或激光光学系统。然而，这种方法大大增加了光学反射检测装置的费用及结构元件。其次，分光器的防反射涂层可以轻度降低衍射，但仍不能满足严格的检测要求。再次，人们将尝试扩大规模来增加检测的统计能力，但是较大的样本量需要较长的检测持续时间或多个检测周期。此外，非实时检测不能够从多种被分析物或移动使用状态中获取有用的信号。例如，一些流体被分析物可能是不均匀的或是流动的，例如眼睛的玻璃体液或体内的血液。本专利技术提供了一种解决这些技术问题的方案，且所描述的实施方式但不限于这些实施方式
不脱离本专利技术的范围。
技术实现思路
鉴于以上内容，有必要提供一种准确检测一目标物反射的光束的光学检测装置及光学检测方法。本专利技术提供一种光学检测装置，包括：一光源，产生一发射光束；一第一分光器，将该发射光束分割成一补偿光束及一检测光束，其中该第一分光器将该检测光束导向一目标物；一第二分光器，将来自该第一分光器的补偿光束重新定向，其中该第一分光器和该第二分光器的部分波长依赖特性相一致；一第一光电探测器，检测经由该第二分光器重新定向的补偿光束；及一第二光电探测器，检测经由该第一分光器重新定向的并经由该目标物反射的检测光束。进一步地，该第一分光器通过透射将该检测光束导向该目标物；及该第二分光器通过透射将来自该第一分光器的补偿光束重新定向。进一步地，该第一分光器通过反射将该检测光束导向该目标物；及该第二分光器通过反射将来自该第一分光器的补偿光束重新定向。进一步地，该目标物是一参考镜，该参考镜将该检测光束反射至该第一分光器。进一步地，该光学检测装置还包括一部分反射镜，该部分反射镜将该检测光束的透射部分透射至该目标物，且将该检测光束的反射部分反射至该第一分光器。进一步地，该光源是一相干光源。本专利技术还提供一种光学检测装置，包括：一光源，产生一发射光束；一第一分光器，将该发射光束分割成一补偿光束及一检测光束；一第一镜子，将来自该第一分光器的补偿光束反射回至该第一分光器；一第一光电探测器，检测经由该第一分光器重新定向的补偿光束；及一第二光电探测器，检测经由该第一分光器重新定向的检测光束。进一步地，该光电检测装置还包括一第二镜子、一第三镜子、一第四光电探测器及一第四光电探测器。该第二镜子通过该第一分光器将来自于该第一镜子的补偿光束反射至该第一分光器。该第三镜子将来自该第一分光器的检测光束反射至该第一分光器。该第一检测器检测一第一补偿光束；该第二检测器检测一第一检测光束；该第三检测器检测一第二补偿光束；该第四检测器检测一第一检测光束。进一步地，该目标物是一参考镜，该参考镜将该检测光束反射至该第一分光器。进一步地，该光学检测装置还包括一部分反射镜，该部分反射镜将该检测光束的透射部分透射至该目标物，且将该检测光束的反射部分反射至该第一分光器。进一步地，该光源是一相干光源。本专利技术还提供一种光学检测方法，包括如下步骤：由一光源产生一反射光束；将该反射光束经由一分光器分割成一补偿光束及一检测光束；由该分光器将该补偿光束重新定向；由该分光器将该检测光束重新定向；将该补偿光束导向一光电探测器；及将该检测光束导向一第二光电探测器。进一步地，在该检测光束重新定向的步骤前，该检测光束经由一参考镜
反射。进一步地，在该检测光束重新定向的步骤前，该检测光束的发射部分及该检测光束的透射部分经由一部分反射镜反射。进一步地，该第一分光器包括一第一分光器和一第二分光器，该反射光束的导向步骤是通过该第一分光器实现；该补偿光束的重新定向步骤是通过该第二分光器实现；及该检测光束的重新定向步骤是通过该第一分光器实现。进一步地，该光学检测方法还包括：该补偿光束经由该分光器分割成一第一补偿光束及一第二补偿光束，并将该第一补偿光束及该第二补偿光束重新定向。由该第一光电探测器检测该第一补偿光束，并且由一第三光电探测器检测该第二补偿光束。该检测光束经由该分光器分割成一第一检测光束及一检测补偿光束，并将该第一检测光束及该第二检测光束重新定向。由该第二光电探测器检测该第一检测光束，并且由一第四光电探测器检测该第二检测光束。相较现有技术，上述光学检测装置，将一发射光束分割成一检测光束及一补偿光束，通过将该检测光束和该补偿光束的光路径长调整成一致，或是平衡一第一分光器、一第二分光器或是一镜子的波长依赖特性。从而对噪声进行补偿，因此该光学检测装置能准确检测一目标物反射的光束。本专利技术的光学检测方法通过利用上述光学检测装置，从而实现准确检测该目标物的反射的光束。附图说明本技术的实行将以例子的方式结合附图进行说明。图1是一用于检测反射率的光学装置的基本结构示意图，其中PD1表示一第一光电探测器，PD2表示一第二光电探测器，LD表示一光源。图2A-2B展示了反射率检测的理想结果图，其中，图2A展示了该第一
光电探测器及该第二光电探测器检测的功率随时间变化的结果图；图2B展示了该第一光电探测器检测的功率对该第二光电探测器检测的功率进行标准化的示意图。图3A-3C展示了反射率检测的实际结果图。其中，图3A展示了一分光器的反射率与波长特性的曲线图，以及该分光器的透光率与该波长特性的曲线图；图3B展示了该第一光电探测器及该第二光电探测器检测的功率随时间变化的结果图；图3C展示了该第一光电探测器检测的功率对该第二光电探测器检测的功率进行标准化的示意图。图4A展示了一光学检测装置检测一被分析物的反射率；其中，图4B展示了包括一反射镜的光学检测装置，以及确定具有一参考镜存在的校准。图5A展示了确定具有一部分反射镜存在的一光学检测装置的校准；图5B展示了一光学检测装置包括一用于分析一被分析物的部分反射镜。图6A展示了一光学检测装置，用于分析一被分析物，其中，图6B展示了包括一反射镜的光学检测装置，以及确定具有一参考镜存在的校准。图7A展示了确定具有一部分反射镜存在的一光学检测装置的校准；其中，图7B展示了一光学检测装置包括一用于分析一被分析物的部分反射镜。图8A展示了一光学检测装置包括两对用于分析一被分析物的光电探测器；其中，图8B展示了一光学检测装置包括一反射镜及两对光电探测器，以及确定具有一参考镜存在的校准。图9A展示了确定具有一部分反射镜存在的一光学检测装置的校准；其中，图9B展示了一光学检测装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一光学检测装置，其特征在于，包括：一光源，产生一发射光束；一第一分光器，将该发射光束分割成一补偿光束及一检测光束，其中该第一分光器将该检测光束导向一目标物；一第二分光器，将来自该第一分光器的补偿光束重新定向，其中该第一分光器和该第二分光器的部分波长依赖特性相一致；一第一光电探测器，检测经由该第二分光器重新定向的补偿光束；及一第二光电探测器，检测经由该第一分光器重新定向的并经由该目标物反射的检测光束。

【技术特征摘要】
2015.04.28 US 62/1540831.一光学检测装置，其特征在于，包括：一光源，产生一发射光束；一第一分光器，将该发射光束分割成一补偿光束及一检测光束，其中该第一分光器将该检测光束导向一目标物；一第二分光器，将来自该第一分光器的补偿光束重新定向，其中该第一分光器和该第二分光器的部分波长依赖特性相一致；一第一光电探测器，检测经由该第二分光器重新定向的补偿光束；及一第二光电探测器，检测经由该第一分光器重新定向的并经由该目标物反射的检测光束。2.如权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，该第一分光器通过透射将该检测光束导向该目标物；及该第二分光器通过透射将来自该第一分光器的补偿光束重新定向。3.如权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，该第一分光器通过反射将该检测光束导向该目标物；及该第二分光器通过反射将来自该第一分光器的补偿光束重新定向。4.如权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，该目标物是一参考镜，该参考镜将该检测光束反射至该第一分光器。5.如权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，该光学检测装置还包括一部分反射镜，该部分反射镜将该检测光束的透射部分透射至该目标物，且将该检测光束的反射部分反射至该第一分光器。6.如权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，该光源是一相干光源。7.一光学检测装置，其特征在于，包括：一光源，产生一发射光束；一第一分光器，将该发射光束分割成一补偿光束及一检测光束；一第一镜子，将来自该第一分光器的补偿光束反射回至该第一分光器；一第一光电探测器，检测经由该第一分光器重新定向的补偿光束；及一第二光电探测器，检测经由该第一分光器重新定向的检测光束。8.如权利要求7所述的光学检测装置，其特征在于，该光电检测装置还包括一第二镜子、一第三镜子、一第四光电探测器及
\t一第四光电探测器，该第二镜子通过该第一分光器将来自于该第一镜子的补偿光束反射至该第一分光器；该第三镜子将来自该第一分光器的检...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎育腾，曲昌盛，何贯睿，贺培诚，钟双兆，范植训，陈治诚，
申请(专利权)人：台医光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71