光学检测器、光谱检测器及使用其的光谱检测方法技术

本公开涉及光学检测器、光谱检测器及使用其的光谱检测方法。光谱检测器包括：光栅面板，其包括具有第一周期的第一光栅图案、具有与第一周期不同的第二周期的第二光栅图案、以及光出射表面，光通过所述光出射表面从光栅面板出射；以及光学测量板，其被布置为面对光栅面板的光出射表面，并且被配置为测量根据穿过第一光栅图案的第一光的传播距离的第一光的强度变化，以及测量根据穿过第二光栅图案的第二光的传播距离的第二光的强度变化。

Optical detector, spectrum detector and spectrum detection method using the same

The disclosure relates to an optical detector, a spectrum detector and a spectral detection method using the same. The spectral detector includes the grating panel, which includes the first grating pattern with the first period, the second grating pattern with second periods different from the first period, and the light ejection surface, and the light is ejected from the grating panel through the light ejection surface; and the optical measuring plate is arranged to the light facing the grating panel. The ejection surface is configured to measure the intensity change of the first light of the first light according to the propagation distance of the first light passing through the first grating pattern, and to measure the intensity change of the second light according to the propagation distance of the second light passing through the second grating pattern.

【技术实现步骤摘要】
光学检测器、光谱检测器及使用其的光谱检测方法
这里公开的示例性实施方式涉及光谱检测器及使用其的光谱检测方法。
技术介绍
通常，光谱分析用于分析待测量目标的物理和化学状态。目前，光谱分析已经被应用于各种工业领域，包括光学、医学、化学、海洋工程，以及许多其它领域。光谱学技术的示例包括通过经由具有周期性结构的晶体结构透过入射光而分散光使得光可以根据其波长在不同的方向上行进的方法、以及用于通过经由诸如法布里-珀罗干涉仪的光学滤波器透过光而仅测量特定波长的光的滤波方法。在衍射光栅方法中，精细的衍射光栅被制造，并且光谱仪使用光根据其波长而衍射的原理被构造。在衍射光栅方法中，应确保光的一定传播距离以获得高分辨率，因而难以制造小型光谱检测器。在基于滤波器阵列的光谱检测器的情况下，为了提高分辨率，需要更精确地制造滤波器或者增加滤波器的数量。通常，基于滤波器阵列的光谱仪的分辨率的限制由滤波器的数量确定。然而，在制造小型便携式光谱仪时，不能无限地增加滤波器的数量。
技术实现思路
在此公开的示例性实施方式可以提供利用泰伯(Talbot)效应的光谱检测器及使用其的光谱检测方法。附加方面将在下面的描述中被部分地阐述，且部分地将由描述是明显的，或者可以通过本示例性实施方式的实践而被了解。根据一示例性实施方式的一方面，提供一种光谱检测器，其包括：光栅面板，其包括具有第一周期的第一光栅图案、具有与第一周期不同的第二周期的第二光栅图案、以及光出射表面，光通过光出射表面从光栅面板出射；以及光学测量面板，其被布置为面对光栅面板的光出射表面，并且被配置为测量根据穿过第一光栅图案的第一光的传播距离的第一光的强度变化以及测量根据穿过第二光栅图案的第二光的传播距离的第二光的强度变化。第一光栅图案和第二光栅图案可以彼此平行。光学测量面板的接收从光出射表面出射的光的表面相对于光栅面板的光出射表面倾斜地布置。光谱检测器还可以包括距离调节器，其被配置为改变光学测量面板与光栅面板之间的距离，从而改变第一光的传播距离与第二光的传播距离。光谱检测器还可以包括处理器，其被配置为基于根据第一光的传播距离的第一光的强度变化和根据第二光的传播距离的第二光的强度变化而获得入射到光栅面板上的光的至少一个波长谱(wavelengthspectrum)。处理器还可以被配置为获得基于根据第一光的传播距离的第一光的强度变化的第一波长谱，以及基于根据第二光的传播距离的第二光的强度变化的第二波长谱。处理器还可以被配置为确定第一波长谱与第二波长谱之间的差额是否大于或等于参考值。光谱检测器还可以包括角度调节器，其被配置为当第一波长谱与第二波长谱之间的差额大于或等于参考值时，调节光学测量面板的在光从光出射表面出射之后接收所述光的表面的角度。处理器还可以被配置为基于算法计算第一波长谱和第二波长谱，以及当第一波长谱与第二波长谱之间的差额大于或等于参考值时调节算法。处理器还可以被配置为通过对根据第一光的传播距离的第一光的强度变化和根据第二光的传播距离的第二光的强度变化的每个执行傅立叶变换而获得入射到光栅面板上的光的波长谱。光栅面板还可以包括具有与第一光栅图案和第二光栅图案的周期不同的周期的至少一个附加光栅图案。根据另一示例性实施方式的一方面，提供一种光谱检测方法，其包括：将光发射为入射到光栅面板上，光栅面板包括具有第一周期的第一光栅图案、具有与第一周期不同的第二周期的第二光栅图案、以及光出射表面，光被配置为通过光出射表面从光栅面板出射；以及通过使用面对光栅面板的光出射表面的光学测量面板而测量根据穿过第一光栅图案的第一光的传播距离的第一光的强度变化以及根据穿过第二光栅图案的第二光的传播距离的第二光的强度变化。第一光栅图案和第二光栅图案可以彼此平行。光谱检测方法还可以包括相对于光栅面板的光出射表面倾斜地布置光学测量面板的接收从光出射表面出射的光的表面。光谱检测方法还可以包括改变光学测量面板与光栅面板之间的距离，从而改变第一光的传播距离和第二光的传播距离。光谱检测方法还可以包括基于根据第一光的传播距离的第一光的强度变化和根据第二光的传播距离的第二光的强度变化获得入射到光栅面板上的光的至少一个波长谱。获得入射到光栅面板上的光的所述至少一个波长谱可以包括：基于根据第一光的传播距离的第一光的强度变化获得第一波长谱；以及基于根据第二光的传播距离的第二光的强度变化获得第二波长谱。光谱检测方法还可以包括确定第一波长谱与第二波长谱之间的差额是否大于或等于参考值。光谱检测方法还可以包括当第一波长谱与第二波长谱之间的差额大于或等于参考值时，改变光学测量面板的表面的角度。光谱检测方法还可以包括当第一波长谱与第二波长谱之间的差额大于或等于参考值时，调节用于计算第一波长谱和第二波长谱的算法。入射到光栅面板上的光的所述至少一个波长谱的获得包括对根据第一光的传播距离的第一光的强度变化和根据第二光的传播距离的第二光的强度变化的每个执行傅立叶变换。根据另一示例性实施方式的一方面，提供一种光学检测器，其包括：光栅面板，其被配置为接收光、将光的一部分输出为具有第一波长谱、以及将光的另一部分输出为具有与第一波长谱不同的第二波长谱；光学测量面板，其被配置为测量第一波长谱的强度和第二波长谱的强度；以及处理器，其被配置为基于第一波长谱的强度与第二波长谱的强度的比较而确定接收到光的角度是否超过估计角度。光栅面板可以包括配置为输出第一波长谱的第一光栅图案和配置为输出第二波长谱的第二光栅图案。处理器可以被配置为基于对应于第一波长谱的峰值强度的波长与对应于第二波长谱的峰值强度的波长的比较而确定接收到的光的角度是否超过估计角度。附图说明这些和/或另外的方面将由以下结合附图的对示例性实施方式的描述变得明显且更易理解，附图中：图1是示出根据一示例性实施方式的光谱检测器的透视图；图2是图1的光谱检测器沿着z-x平面的剖视图；图3是示出图1和2的光栅面板的表面的图；图4是示出光栅面板的另一示例的表面的图；图5是示出光栅面板的另一示例的表面的图；图6是示出光栅面板的另一示例的表面的图；图7是示出图1的干涉图案沿着z-x平面的视图的图；图8是示出图1的另一干涉图案沿着z-x平面的视图的图；图9是示出图1的干涉图案沿着y-z平面的视图的图；图10是示出根据另一示例性实施方式的光谱检测器的透视图的图；图11是示出图10的光谱检测器沿着z-x平面的视图的图；图12是示出根据入射光的入射角由处理器计算的第一光的波长谱的变化的曲线图；以及图13是示出根据入射光的入射角由处理器计算的第二光的波长谱的变化的曲线图。具体实施方式在下文中，将参照附图描述根据示例性实施方式的光谱检测器和光谱检测方法。在本公开中，如果可能，考虑到在此阐述的示例性实施方式的功能，现今广泛使用的常规术语被选择，但是非常规术语可以根据本领域技术人员的意图、惯例或新技术等被选择。此外，一些术语可以由本申请人任意地选择。在这种情况下，这些术语的含义将在本公开的对应部分中被详细地说明。因此，用于在此描述示例性实施方式的某些特征的术语应该不是基于其名称而是基于其含义和示例性实施方式的整体上下文而被限定。将理解，当一元件或层被称为“连接到”另一元件或层时，该元件或层能直接连接到另一元件或层，或者能电连接到另一元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光谱检测器，包括：光栅面板，其包括：具有第一周期的第一光栅图案；具有与所述第一周期不同的第二周期的第二光栅图案；以及光出射表面，光通过所述光出射表面从所述光栅面板出射；以及光学测量面板，其被布置为面对所述光栅面板的所述光出射表面，并且被配置为测量根据穿过所述第一光栅图案的第一光的传播距离的所述第一光的强度变化，以及测量根据穿过所述第二光栅图案的第二光的传播距离的所述第二光的强度变化。

【技术特征摘要】
2016.11.01 KR 10-2016-01444811.一种光谱检测器，包括：光栅面板，其包括：具有第一周期的第一光栅图案；具有与所述第一周期不同的第二周期的第二光栅图案；以及光出射表面，光通过所述光出射表面从所述光栅面板出射；以及光学测量面板，其被布置为面对所述光栅面板的所述光出射表面，并且被配置为测量根据穿过所述第一光栅图案的第一光的传播距离的所述第一光的强度变化，以及测量根据穿过所述第二光栅图案的第二光的传播距离的所述第二光的强度变化。2.根据权利要求1所述的光谱检测器，其中所述第一光栅图案和所述第二光栅图案彼此平行。3.根据权利要求1所述的光谱检测器，其中所述光学测量面板的接收从所述光出射表面出射的所述光的表面相对于所述光栅面板的所述光出射表面倾斜地布置。4.根据权利要求1所述的光谱检测器，还包括距离调节器，其被配置为改变所述光学测量面板与所述光栅面板之间的距离，从而改变所述第一光的所述传播距离和所述第二光的所述传播距离。5.根据权利要求1所述的光谱检测器，还包括处理器，其被配置为基于根据所述第一光的所述传播距离的所述第一光的所述强度变化以及根据所述第二光的所述传播距离的所述第二光的所述强度变化而获得入射到所述光栅面板上的光的至少一个波长谱。6.根据权利要求5所述的光谱检测器，其中所述处理器还被配置为获得基于根据所述第一光的所述传播距离的所述第一光的所述强度变化的第一波长谱以及基于根据所述第二光的所述传播距离的所述第二光的所述强度变化的第二波长谱。7.根据权利要求6所述的光谱检测器，其中所述处理器还被配置为确定所述第一波长谱与所述第二波长谱之间的差额是否大于或等于参考值。8.根据权利要求7所述的光谱检测器，还包括角度调节器，其被配置为当所述第一波长谱与所述第二波长谱之间的所述差额大于或等于所述参考值时调节所述光学测量面板的在所述光从所述光出射表面出射之后接收所述光的表面的角度。9.根据权利要求7所述的光谱检测器，其中所述处理器还被配置为基于算法计算所述第一波长谱和所述第二波长谱，并且当所述第一波长谱与所述第二波长谱之间的所述差额大于或等于所述参考值时调节所述算法。10.根据权利要求5所述的光谱检测器，其中所述处理器还被配置为通过对根据所述第一光的所述传播距离的所述第一光的所述强度变化和根据所述第二光的所述传播距离的所述第二光的所述强度变化的每个执行傅立叶变换而获得入射到所述光栅面板上的光的波长谱。11.根据权利要求1所述的光谱检测器，其中所述光栅面板还包括具有与所述第一光栅图案和所述第二光栅图案的周期不同的周期的至少一个附加光栅图案。12.一种光谱检测方法，包括：将光发射为入射到光栅面板上，所述光栅面板包括具有第一周期的第一光栅图案、具有与所述第一周期不同的第二周期的第二光栅图案、以及光出射表面，光通过所述光出射表面从所述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢淑英，南圣炫，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR