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用于發(fā)射受控光譜的光束的發(fā)射裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于發(fā)射具有受控光譜的光束的裝置(1)。所述發(fā)射裝置包括：-至少兩個(gè)分離的光源(S1到SN)，每個(gè)光源分別發(fā)射波長為λ1或λ2的光束；以及-光譜復(fù)用裝置(25)。所述光譜復(fù)用裝置(25)包括由至少一個(gè)透鏡(25)和/或光學(xué)棱鏡形成的光學(xué)組合件(25)。所述光學(xué)組合件(25)具有色散特性性能并且將使所述光束移動(dòng)為在空間上更靠在一起。而且，具有至少波長λ1或λ2的每束光束在自由空間中從相應(yīng)的光源(S1到SN)傳播至所述光學(xué)組合件(25)。因此，發(fā)射裝置(1)特別耐用。它可以具有小的尺寸，并且可以以低成本制造。
【專利說明】用于發(fā)射受控光譜的光束的發(fā)射裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及利用新型光譜復(fù)用裝置的、用于發(fā)射具有受控光譜的光束的裝置。光 譜復(fù)用是指幾束光束的空間上的結(jié)合，所述幾束光束各自構(gòu)成結(jié)合光束的最終光譜組成的 一部分。
[0002] 本發(fā)明的領(lǐng)域更特別地為、但不限于各自由分離的光源發(fā)射的至少兩種波長的光 譜復(fù)用領(lǐng)域。分離的光源特別為準(zhǔn)單色源。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)
[0004] 在現(xiàn)有技術(shù)中已知用于發(fā)射具有受控光譜的光束的多種裝置。
[0005]例如，由G.K.KurupandA.S.Basu的文獻(xiàn)"Multispectralabsorbance photometrywithasinglelightdetectorusingfrequencydivision multiplexing"（第14屆化學(xué)和生命科學(xué)小型化系統(tǒng)國際會(huì)議（14thInternational ConferenceonMiniaturizedSystemsforChemistryandLifeSciences),2010年10 月3日至7日，格羅寧根，荷蘭）已知一種分光光度計(jì)，其包括發(fā)射如下的不同波長的光的 多個(gè)發(fā)光二極管（在下文稱為LED,即英語的"Light-EmittingDiode"的縮寫）：470nm的 藍(lán)光，574nm的綠光，636nm的紅光。
[0006] 根據(jù)該文獻(xiàn)，由三個(gè)LED發(fā)射的不同的光束各自與對(duì)應(yīng)的光纖耦合，然后光纖復(fù) 用器（或"光纖分束器"）將這些不同的光束組合并混合。
[0007] 這樣的裝置的缺點(diǎn)在于其難以利用光纖來有效地耦合由LED發(fā)射的光束，所述光 纖的數(shù)值孔徑相對(duì)于由LED發(fā)射的光束的發(fā)散通常是有限的。因此，光強(qiáng)度的損失嚴(yán)重。而 且，LED與對(duì)應(yīng)光纖的對(duì)準(zhǔn)必須非常精確，這限制了工業(yè)生產(chǎn)的可能性和對(duì)準(zhǔn)的可重復(fù)性。 此外，光纖分束器成本高昂。
[0008] 還已知由蔡司公司銷售的Colibrimicroscope光源，其中分別為400nm、470nm、 530nm和625nm的四束光束利用包括分色反射體和反射鏡的單元來組合。利用內(nèi)反射組件， 四束光束在輸出處形成單個(gè)白光光束。
[0009] 這樣的裝置的缺點(diǎn)在于可以結(jié)合的光束的數(shù)目有限，并且在數(shù)目超過四個(gè)時(shí)會(huì)存 在困難。而且，所期望組合的光束的數(shù)目越大，則分色鏡的布置越復(fù)雜且成本越高，并且能 效越低。
[0010] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種沒有現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)的、用于發(fā)射受控光譜光束的 裝置。特別地，它的光譜復(fù)用裝置沒有現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
[0011] 特別地，本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種原理上和生產(chǎn)中簡(jiǎn)單的用于發(fā)射受控光譜 光束的裝置，所述裝置特別具有在幾個(gè)實(shí)施例中以良好可重復(fù)性生產(chǎn)的能力。
[0012] 本發(fā)明的另一目的是提出一種用于發(fā)射受控光譜光束的裝置，其使得能夠混合多 于三束乃至四束光束，例如十二束光束。
[0013] 本發(fā)明的另一目的是提出一種低成本的用于發(fā)射受控光譜光束的裝置。
[0014] 本發(fā)明的另一目的是提出一種具有良好的能效的用于發(fā)射受控光譜光束的裝置， 其中能量損失被最小化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]該目的利用用于發(fā)射受控光譜光束的裝置來實(shí)現(xiàn)，所述裝置包括至少兩個(gè)分離的 光源，每個(gè)光源分別發(fā)射至少一個(gè)波長為A1或\ 2的光束；以及光譜復(fù)用裝置。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明，光譜復(fù)用裝置包括由至少一個(gè)透鏡和/或光學(xué)棱鏡形成的光學(xué)組合 件，所述光學(xué)組合件具有色散特性并且布置以供來自分離的光源的光束穿過，而沒有光譜 選擇性反射，以及布置以將所述光束移動(dòng)為在空間上更靠在一起，使得光譜復(fù)用裝置在空 間上疊加所述光束。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明，發(fā)射裝置還布置為使得至少一個(gè)波長為A1* λ2的每束光束分別在 自由空間中從相應(yīng)的光源傳播到光學(xué)組合件。
[0018] 各對(duì)應(yīng)的波長與每個(gè)光源相關(guān)聯(lián)。在下文中，當(dāng)提及光源的波長、或來自光源的發(fā) 射的波長、或者光源的各自的波長A1* \2時(shí)，會(huì)指定該相關(guān)聯(lián)的波長。每個(gè)光源可以以 與該關(guān)聯(lián)的波長不同的其他波長發(fā)射。至少一個(gè)波長為λi或λ2的每束光束在任何情況 下分別具有一定的光譜寬度。
[0019]疊加的光束形成被稱為疊加光束或復(fù)用光束的光束。光束可以在點(diǎn)處疊加，或者 優(yōu)選在無限遠(yuǎn)處疊加，然后形成單個(gè)準(zhǔn)直復(fù)用光束。
[0020] 由于其色散特性，光學(xué)組合件可將多色光束（即包括至少兩種波長）轉(zhuǎn)變成每束 為各自的波長的至少兩束光束。
[0021] 因而，通過光的逆向返回原理，在光學(xué)組合件的輸出處可以將每束為至少一種波 長的光束移動(dòng)為在空間上更靠在一起。按照這種用途含義做出了在根據(jù)本發(fā)明的裝置中使 用光學(xué)組合件的選擇。根據(jù)本發(fā)明的裝置可以被視為"逆向光譜儀"，其既不利用衍射光柵， 也不利用濾光輪。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的術(shù)語"色散"包括色差。
[0023] 光學(xué)組合件由至少一個(gè)透鏡和/或光學(xué)棱鏡形成，并且沒有光譜選擇性反射（即 僅反射某些波長的光束部分，其他波長的光束部分沿另外的優(yōu)選方向透射或偏轉(zhuǎn)）。特別 地，沒有分色反射鏡或衍射光柵。因此，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射裝置具有簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。根據(jù)本發(fā) 明的光譜選擇性反射不包括可以存在于任何光學(xué)系統(tǒng)中、特別是在界面處且因而可以通過 抗反射處理而降低的雜散反射。
[0024] 光學(xué)組合件的色散特性以及光逆向返回原理使得可以將光束移動(dòng)為在空間上更 靠在一起。因此，這樣的裝置的生產(chǎn)成本有所降低。而且，因此可以以多于四束光束的簡(jiǎn)單 方式進(jìn)行光譜復(fù)用，所述光束各自的光譜的每個(gè)以各自的波長為中心。
[0025] 由關(guān)聯(lián)的光源發(fā)射的光束從所述光源到光學(xué)組合件的傳播發(fā)生在自由空間中。 "自由空間"是指用于為信號(hào)提供路徑的任何空間介質(zhì)：空氣、星際介質(zhì)、真空等，其與材料 傳輸介質(zhì)、例如光纖或有線傳輸線或同軸傳輸線完全不同。因而，在由光源發(fā)射的光束和 波導(dǎo)之間沒有耦合。沒有被稱為"光纖對(duì)光纖"的耦合，其例如可以存在于現(xiàn)有技術(shù)的裝置 中。因而，根據(jù)本發(fā)明的裝置幾乎沒有能量損失。光束被有效混合，并且疊加的光束的強(qiáng)度 高。而且，該特征為光源的定位提供了更大的自由度，這降低了根據(jù)本發(fā)明的裝置的生產(chǎn)成 本并且使得能夠進(jìn)行批量生產(chǎn)。
[0026] 優(yōu)選地，光源發(fā)射位于可見區(qū)域（400nm至800nm)內(nèi)的波長。
[0027]光源可發(fā)射光譜寬度大于6nm的光束。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利變化方案，光譜復(fù)用裝置僅由光學(xué)組合件形成。在該變化 方案中，光學(xué)組合件單獨(dú)使光束移動(dòng)為在空間上更為靠在一起并且使它們疊加。
[0029]有利地，將每個(gè)光源放置在光學(xué)組合件的物方焦點(diǎn)上，其中所述物方焦點(diǎn)與由該 光源發(fā)射的光束的波長相對(duì)應(yīng)，使得在光學(xué)組合件的輸出處使光束在空間上疊加并且準(zhǔn) 直。
[0030] 該變化方案的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于其需要最少的光學(xué)元件。因而根據(jù)本發(fā)明的裝置的生 產(chǎn)成本降低。該變化方案可以被稱為"無窮遠(yuǎn)點(diǎn)"變化方案。
[0031]例如，在這種常規(guī)配置中，光學(xué)組合件將具有平行光線（稱為"準(zhǔn)直"光束）的并 且為多色（即包括至少兩種波長）的光束轉(zhuǎn)變成至少兩束光束，所述至少兩束光束分別會(huì) 聚在光學(xué)組合件的兩個(gè)不同的且分離的焦點(diǎn)上并且對(duì)應(yīng)于該多色光束的兩種波長。
[0032]通過光的逆向返回原理，如果將各自發(fā)射光束的兩個(gè)光源放置在與其各自的發(fā)射 波長對(duì)應(yīng)的物方焦點(diǎn)處，則離開光學(xué)組合件的光束會(huì)是準(zhǔn)直光束，其中由光源中的每一個(gè) 發(fā)射的光束相疊加并且混合。然后，在根據(jù)本發(fā)明的裝置中使用該第二配置。
[0033] 作為替代方案，將每個(gè)光源放置在光學(xué)組合件的物點(diǎn)處，其中所述物點(diǎn)與由該光 源發(fā)射的光束的波長對(duì)應(yīng)，使得在光學(xué)組合件的輸出處光束在單個(gè)像點(diǎn)處在空間上疊加。[0034] 該替代方案與"無窮遠(yuǎn)點(diǎn)"變化方案的"點(diǎn)對(duì)點(diǎn)"結(jié)合中的等同方案對(duì)應(yīng)。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的另一變化方案，光譜復(fù)用裝置包括光學(xué)組合件、均勻化波導(dǎo)和光學(xué) 準(zhǔn)直裝置，所述光學(xué)組合件布置為將光束發(fā)送至均勻化波導(dǎo)、即光學(xué)準(zhǔn)直裝置位于其輸出 處的均勻化波導(dǎo)的輸入處。
[0036]均勻化波導(dǎo)使得可以執(zhí)行由光學(xué)組合件移動(dòng)為在空間上更為靠在一起的不同光 束的均勻化的功能。在均勻化波導(dǎo)的輸出處，獲得均勻的光束，該光束被光學(xué)準(zhǔn)直裝置準(zhǔn) 直。
[0037]均勻化波導(dǎo)通常具有大于或等于Imm的纖芯直徑，這使得可以實(shí)施不能通過"常 規(guī)"光纖執(zhí)行的這種均勻化功能。
[0038] 光學(xué)準(zhǔn)直裝置優(yōu)選為消色差的。
[0039]均勻化波導(dǎo)可以由液芯光纖形成。這樣的光纖的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其大的直徑（例如直 徑為5mm至最高達(dá)IOmm)，從而確保即使在分布于大的體積（例如，直徑5mm和厚3mm的圓 柱）內(nèi)時(shí)光束也位于光纖的輸入處。由光學(xué)組合件實(shí)施的使光束在空間上更為靠在一起的 較小移動(dòng)可以通過使用這樣的均勻化波導(dǎo)來補(bǔ)償。
[0040]根據(jù)一個(gè)變化方案，均勻化波導(dǎo)可以由六邊形均勻化桿形成。有時(shí)使用術(shù)語"光導(dǎo) 管"。例如，可以使用由N-BK7材料制成的τ「（?κ均勻化桿。
[0041]根據(jù)另一變化方案，空間濾波系統(tǒng)可以用于實(shí)施均勻化功能。例如，光學(xué)組合件將 光束聚集在焦點(diǎn)上或在其層面上存在簡(jiǎn)單濾波孔的聚焦區(qū)上。
[0042]優(yōu)選地，分離的光源布置為共面的。
[0043] 分離的光源可以排在一條直線上并且以分別為λ i或λ 2的波長的增序（即按與 光源相關(guān)聯(lián)的波長的增序）排列。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特別實(shí)施方案，光學(xué)組合件包括至少一個(gè)離軸使用且具有橫向 色差的光學(xué)系統(tǒng)。該橫向色差形成根據(jù)本發(fā)明的色散特性。
[0045] 離軸使用突出了波長的橫向空間色散，乃至導(dǎo)致其消失。這也可以被稱為表觀等 級(jí)的色差。
[0046] 這樣的光學(xué)系統(tǒng)的成本通常低，其原因是，從本質(zhì)上講，如果沒有利用光學(xué)設(shè)計(jì)中 的已知解決方案來專門校正這種色差，則離軸使用的任何光學(xué)系統(tǒng)都存在橫向色差。
[0047] 可以將光源分別放置在與波長λ^Ρλ2對(duì)應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)處，使得在光學(xué)系 統(tǒng)的輸出處對(duì)它們的光束進(jìn)行復(fù)用。
[0048] 光學(xué)系統(tǒng)被稱為"離軸使用"，即離開其光軸。換言之，會(huì)聚于光學(xué)系統(tǒng)的物方焦點(diǎn) 的入射光束并沒有平行于光學(xué)系統(tǒng)的光軸來離開所述系統(tǒng)。因而，對(duì)應(yīng)于不同波長的光學(xué) 系統(tǒng)的焦點(diǎn)充分分開，以便能夠?qū)⑾鄳?yīng)的光源放置在這些焦點(diǎn)的位置處。這樣，光譜復(fù)用通 過離軸使用的偏離光學(xué)系統(tǒng)精確地和自動(dòng)地執(zhí)行。
[0049] 根據(jù)一個(gè)變化方案，光學(xué)組合件包括至少一個(gè)軸上使用且具有橫向色差的光學(xué)系 統(tǒng)。
[0050] 光源可以為準(zhǔn)單色的，每個(gè)光源發(fā)射波長分別為λi或λ2的光束。
[0051] 發(fā)射裝置可以形成吸收光譜儀的光源部分，根據(jù)本發(fā)明的光譜復(fù)用裝置能夠?qū)⒐?束混合以形成用以照射待分析樣品的復(fù)用（或疊加）光束。
[0052] 根據(jù)該實(shí)施方案的一個(gè)變化方案，光學(xué)組合件包括通常用于校正色差的雙合透鏡 或三合透鏡。雙合透鏡或三合透鏡因而是在其設(shè)計(jì)用途之外被采用的。例如，冠牌-火石 雙合透鏡（來自兩種類型的玻璃的名字，所述玻璃用于雙合透鏡中的每一個(gè)）。
[0053] 根據(jù)該實(shí)施方案的另一變化方案，光學(xué)組合件包括光學(xué)棱鏡和光學(xué)聚焦裝置和/ 或光學(xué)準(zhǔn)直裝置。通常，光學(xué)組合件包括：
[0054] -光學(xué)準(zhǔn)直裝置，其布置以形成準(zhǔn)直光束并將其從光源導(dǎo)向光學(xué)棱鏡；和
[0055]-光學(xué)聚焦裝置，其布置為以將來自棱鏡的光束引導(dǎo)至共聚焦點(diǎn)。
[0056] 可以考慮的是，可以使用在逆向方向上使用的、包括至少一個(gè)透鏡和/或光學(xué)棱 鏡的光譜分解用的任意光學(xué)系統(tǒng)作為根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)組合件。
[0057] 優(yōu)選地，每個(gè)光源都是發(fā)光二極管（LED)。LED是發(fā)射發(fā)散光束的準(zhǔn)點(diǎn)光源。
[0058] 根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射裝置可以包含多于三個(gè)光源，例如至少五個(gè)、八個(gè)或十二個(gè)，乃 至至少十二個(gè)光源。甚至可以設(shè)想幾十個(gè)光源。
[0059] 光源的波長可以為340nm至800nm。
[0060] 根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射裝置還可以包括布置為以彼此不同的頻率對(duì)至少兩個(gè)光源的 光強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制裝置。
[0061] 特別地，根據(jù)本發(fā)明的裝置包括布置為彼此獨(dú)立地對(duì)每個(gè)光源的光強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制 的調(diào)制裝置。
[0062] 因而可以通過使用頻率濾波檢測(cè)、例如同步檢測(cè)來容易地發(fā)現(xiàn)復(fù)用光束中每個(gè)光 源的貢獻(xiàn)。因而可以改善接收復(fù)用光束的檢測(cè)器的信噪比，特別是當(dāng)信號(hào)僅經(jīng)受來自觀察 頻率下的噪聲的干擾時(shí)如此。
[0063] 優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的裝置還包括用于彼此獨(dú)立地控制至少兩個(gè)光源的光強(qiáng)度的 裝直。
[0064] 特別地，根據(jù)本發(fā)明的裝置包括用于彼此獨(dú)立地控制每個(gè)光源的光強(qiáng)度的裝置。
[0065] 因而可以容易地控制在復(fù)用光束中每個(gè)光源的能量貢獻(xiàn)。
[0066]獲得了光譜受控的多光譜光源，每個(gè)光譜貢獻(xiàn)的強(qiáng)度被獨(dú)立控制。
[0067]例如，根據(jù)本發(fā)明的光源可以依次單獨(dú)打開。在每個(gè)時(shí)刻，除一個(gè)之外的所有的光 源的能量貢獻(xiàn)為零。這樣的實(shí)施方案使得可以例如制造用于發(fā)射吸收光譜儀的用于發(fā)射光 束的裝置。在這樣的光譜儀中，不是將在穿過樣品之后其波長必須被分解的白光發(fā)送到樣 品，而是在每個(gè)時(shí)刻僅發(fā)射單個(gè)波長（當(dāng)然，這取決于每個(gè)光源的光譜寬度）。因而，省去了 光譜分解的最后步驟。選擇了控制發(fā)射裝置，而不是分離由樣品透射的光束中的波長。作 為替代方案，可以同時(shí)開啟所有的光源，但是使用上文定義的調(diào)制裝置，仍然通過吸收光譜 儀中的空間分離來省去光譜分解的最后步驟。
[0068] 光強(qiáng)度控制裝置還可以使得能夠使每個(gè)光源的光強(qiáng)度適于被樣品吸收和/或適 于檢測(cè)器的響應(yīng)。
[0069]本發(fā)明還涉及用于發(fā)射受控光譜光束的結(jié)構(gòu)M2，其包括根據(jù)本發(fā)明的用于發(fā)射受 控光譜光束的至少兩個(gè)裝置M，每個(gè)裝置M供給被稱為疊加光束的光束，用于發(fā)射受控光譜 光束的結(jié)構(gòu)M2還包括輔助光譜復(fù)用裝置，其布置以將用于發(fā)射受控光譜光束的每個(gè)裝置M 的各自的疊加光束在空間上疊加。
[0070] 因而可以疊加更多的光束，特別是準(zhǔn)單色光束。特別地，與根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射裝置 相比可以疊加至少兩倍的光束。
[0071] 輔助光譜復(fù)用裝置有利地包括任意的常規(guī)復(fù)用裝置。下面給出幾個(gè)實(shí)例。
[0072] 輔助光譜復(fù)用裝置可包括至少一個(gè)分色鏡的組合件。利用反射或透射組，可以將 每個(gè)與各自的發(fā)射裝置相關(guān)聯(lián)的光束在空間上疊加。
[0073] 輔助光譜復(fù)用裝置可以包括布置為使得將來源于其幾個(gè)輸入光纖的光束復(fù)用在 一起的光纖復(fù)用器。術(shù)語"光纖分束器"可用于這樣的光纖復(fù)用器。
[0074] 用于發(fā)射受控光譜光束的每個(gè)裝置可以包括各自的波導(dǎo)和與用于發(fā)射受控光譜 光束的其他裝置共用的光學(xué)準(zhǔn)直裝置，和布置用來復(fù)用來源于每個(gè)波導(dǎo)的光束的輔助光譜 復(fù)用裝置。特別地，用于發(fā)射受控光譜光束的每個(gè)裝置都可包括各自的均勻化波導(dǎo)。在這 些變化方案中，波導(dǎo)（任選地為均勻化波導(dǎo)）與通過相應(yīng)的光學(xué)組合件移動(dòng)為更靠在一起 的或疊加的光束在其中傳播的每個(gè)發(fā)射裝置相對(duì)應(yīng)。通過光纖分束器復(fù)用（或混合）不同 波導(dǎo)的輸出，然后通過共用的光學(xué)準(zhǔn)直裝置將其準(zhǔn)直。
[0075] 本發(fā)明還涉及一種用于分析至少一個(gè)樣品的光譜儀，其包括用于照射樣品的裝 置。用于照射樣品的裝置包括根據(jù)本發(fā)明的用于發(fā)射受控光譜光束的裝置M或根據(jù)本發(fā)明 的用于發(fā)射受控光譜光束的結(jié)構(gòu)M2。
[0076] 根據(jù)本發(fā)明的光譜儀可以形成吸收光譜儀，并且包括：
[0077]-至少一個(gè)檢測(cè)器，其能夠收集由待分析樣品透射的光束并且對(duì)與由該檢測(cè)器接 收的光通量相關(guān)的、波長分別為A1或\ 2的信號(hào)進(jìn)行傳遞，和
[0078]-能夠確定待分析樣品對(duì)波長分別為λi或λ2的每個(gè)信號(hào)的吸收的信號(hào)處理裝 置。
[0079]與常規(guī)的吸收光譜儀不同，由于根據(jù)本發(fā)明的吸收光譜儀不使用昂貴的和體積大 的光學(xué)部件、例如衍射光柵或多通道線性檢測(cè)器（例如CCD傳感器或光電二極管陣列），所 以其成本保持為受控的。
[0080]而且，根據(jù)本發(fā)明的光譜儀直接并入光源。根據(jù)本發(fā)明的吸收光譜儀可以包括布 置以彼此不同的頻率對(duì)每個(gè)光源的光強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制裝置和布置為用于解調(diào)由檢測(cè) 器與光源同步傳遞的信號(hào)的信號(hào)處理裝置。
[0081]有利地，根據(jù)本發(fā)明的吸收光譜儀包括根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射裝置或發(fā)射結(jié)構(gòu)的變 體，其包括用于彼此獨(dú)立地控制至少兩個(gè)光源的光強(qiáng)度的裝置。
[0082] 因而，如前所述，所實(shí)施的原理從根本上不同，這是因?yàn)槠浒刂瓢l(fā)射（通過調(diào) 制或一次激活單個(gè)源），而不是沿檢測(cè)線光譜分解由待分析樣品透射的光束。因而，根據(jù)本 發(fā)明的吸收光譜儀具有許多其他優(yōu)點(diǎn)：
[0083]-其對(duì)干擾光的靈敏度有限，但是其測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍大并且其檢測(cè)閾值相對(duì)于利用 光衍射光柵的吸收光譜儀而言低，和
[0084]-其測(cè)量速度相對(duì)于涉及掃描測(cè)量光譜的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的單色光譜儀（濾波輪或衍射 光柵單色儀）得到提高。該速度在利用光強(qiáng)度調(diào)制的變化方案中甚至更佳。
[0085] 實(shí)際上，在現(xiàn)有技術(shù)中，由樣品透射的光束的光譜分解并不理想。在檢測(cè)線上的給 定位置處，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：主要部分（不是全部）為波長λi的分量，并且存在在透射光束的所 有其他波長下的干擾光。該干擾光主要是由于衍射光柵的使用而引入的漫射引起的。包括 操作而不是控制發(fā)射的原理改變解決了該缺點(diǎn)。
[0086] 根據(jù)本發(fā)明的吸收光譜儀可以包括照射待分析樣品的復(fù)用光束在其中耦合的至 少一個(gè)光纖。
[0087]根據(jù)本發(fā)明的吸收光譜儀可以包括布置在根據(jù)本發(fā)明的裝置或結(jié)構(gòu)的輸出處以 將準(zhǔn)直光束引導(dǎo)為朝向樣品的光學(xué)準(zhǔn)直裝置。
[0088] 根據(jù)本發(fā)明的吸收光譜儀可以包括能夠根據(jù)待分析樣品對(duì)每個(gè)波長λρλ2(并 且，如果適用的話，Ai$N,i>2)的吸收來改變每個(gè)光源的光強(qiáng)度的反饋裝置。因而，確保了在 檢測(cè)器的靈敏度和直線性的最佳區(qū)域中的操作。這樣，信噪比得到了改善。
[0089]根據(jù)本發(fā)明的光譜儀可以形成熒光光譜儀，并且可以包括：
[0090]-布置為用于收集由待分析樣品發(fā)射的熒光光束的至少一個(gè)檢測(cè)器，和[0091]-布置為根據(jù)由樣品接收的來傳遞與由檢測(cè)器接收的（熒光光束）光通量相關(guān)的、 波長分別為A1或λ2的信號(hào)的信號(hào)處理裝置。
[0092] 分別由樣品接收的波長λi或λ2通常被稱為激發(fā)波長。
[0093]檢測(cè)器可以布置為僅檢測(cè)預(yù)定的光譜帶。
[0094]在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射裝置（或發(fā)射結(jié)構(gòu)）包括用于至少兩個(gè)光源的光強(qiáng)度的裝置 的變化方案中，熒光光譜儀是特別有利的。在該情況下，信號(hào)處理裝置根據(jù)每個(gè)波長分別為 X1或λ2的給定（激發(fā)）強(qiáng)度和根據(jù)激發(fā)的持續(xù)時(shí)間來傳遞與由檢測(cè)器接收的光通量相 關(guān)的信號(hào)。激發(fā)的持續(xù)時(shí)間通過光強(qiáng)度控制裝置來控制。因而可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間分辨熒光。根 據(jù)激發(fā)的持續(xù)時(shí)間，不同的分子不經(jīng)受相同的激發(fā)。與基于非快速檢測(cè)的工作相比，基于快 速激發(fā)時(shí)間的工作較不昂貴。本發(fā)明使得可以優(yōu)選地基于快速激發(fā)時(shí)間來工作，例如通過 使用LED。
[0095]例如，檢測(cè)器包括簡(jiǎn)單的強(qiáng)度檢測(cè)器，并且信號(hào)處理裝置根據(jù)激發(fā)波長（由樣品 接收的分別為A1或λ2的波長）來傳遞由檢測(cè)器接收的熒光光束總強(qiáng)度相關(guān)的信號(hào)。 [0096] 作為替代方案，或者另外地，檢測(cè)器可以包括光譜儀，并且信號(hào)處理裝置根據(jù)激發(fā) 波長來傳遞與由檢測(cè)器接收的熒光光束的熒光光譜相關(guān)的信號(hào)。
[0097] 熒光光譜儀可以包括能夠根據(jù)響應(yīng)于分別為λi或λ2的相應(yīng)波長的吸收而由樣 品發(fā)射的熒光光束的強(qiáng)度來改變每個(gè)光源的光強(qiáng)度的反饋裝置。
[0098] 根據(jù)本發(fā)明的熒光光譜儀可以包括布置為以彼此不同的頻率調(diào)制每個(gè)光源的光 強(qiáng)度的調(diào)制裝置和布置為用于解調(diào)由檢測(cè)器與光源同步傳遞的信號(hào)的信號(hào)處理裝置。
[0099] 根據(jù)本發(fā)明的吸收光譜儀或根據(jù)本發(fā)明的熒光光譜儀可以包括參考通道：由用于 照射樣品的裝置發(fā)射的光束的一部分不被引導(dǎo)朝向待分析樣品，而是引導(dǎo)朝向參考樣品。 因而，可以獲得參考，以根據(jù)由樣品接收的分別為A1或\ 2的波長來分別計(jì)算與由檢測(cè)器 接收的光通量相關(guān)的信號(hào)的吸收。在沒有參考樣品的情況下，可以提供簡(jiǎn)單的空位置（環(huán) 境空氣），這使得可以容易地將參考通道并入光譜儀中。
[0100] 作為替代方案，可以通過首先分析參考樣品、然后分析待分析樣品來進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0101] 本發(fā)明還涉及熒光或吸收成像設(shè)備，其包括用于照射樣品的裝置。用于照射樣品 的裝置包括根據(jù)本發(fā)明的用于發(fā)射受控光譜光束的裝置M或根據(jù)本發(fā)明的用于發(fā)射受控 光譜光束的結(jié)構(gòu)M2。
[0102] 根據(jù)本發(fā)明的成像設(shè)備可以形成熒光顯微鏡設(shè)備并且包括：
[0103] -布置用于收集返回信號(hào)的收集裝置，所述返回信號(hào)包含由待分析樣品發(fā)射的熒 光光束，和
[0104] -用于將返回信號(hào)光學(xué)放大的裝置。
[0105] 類似地，根據(jù)本發(fā)明的成像設(shè)備可以形成吸收光譜儀顯微鏡設(shè)備并且包括：
[0106] -布置為用于收集返回信號(hào)的收集裝置，所述返回信號(hào)包含由待分析樣品反射或 散射回來的光束，和
[0107] -用于將返回信號(hào)光學(xué)放大的裝置。
[0108] 根據(jù)本發(fā)明的熒光顯微鏡設(shè)備可以包括能夠響應(yīng)于分別為λi或λ2的對(duì)應(yīng)波長 的吸收而根據(jù)由樣品發(fā)射的熒光光束的強(qiáng)度來改變每個(gè)光源的光強(qiáng)度的反饋裝置。
[0109] 類似地，根據(jù)本發(fā)明的吸收顯微鏡設(shè)備可以包括能夠響應(yīng)于分別為A1*λ2的對(duì) 應(yīng)波長的吸收而根據(jù)由樣品反射或散射回來的光束的強(qiáng)度來改變每個(gè)光源的光強(qiáng)度的反 饋裝置。
[0110] 根據(jù)本發(fā)明的熒光或吸收顯微鏡設(shè)備可以包括布置為以彼此不同的頻率調(diào)制每 個(gè)光源的光強(qiáng)度的調(diào)制裝置?？梢圆贾眯盘?hào)處理裝置以用于解調(diào)由檢測(cè)器（例如顯示裝 置）與光源同步地傳遞的信號(hào)。
[0111] 本發(fā)明還涉及一種用于觀察被不同波長的光束接連照射的至少一個(gè)樣品的多光 譜成像設(shè)備，其包括：
[0112] -用于照射樣品的裝置，其包括根據(jù)本發(fā)明的用于發(fā)射受控光譜光束的裝置M或 根據(jù)本發(fā)明的用于發(fā)射受控光譜光束的結(jié)構(gòu)Μ2，
[0113] -用于分開的光源的控制裝置，其布置以在每個(gè)時(shí)刻每次一個(gè)地啟動(dòng)單個(gè)光源，和
[0114] -成像裝置。
[0115] 本發(fā)明通常涉及根據(jù)本發(fā)明的用于發(fā)射受控光譜光束的裝置M或根據(jù)本發(fā)明的 用于發(fā)射受控光譜光束的結(jié)構(gòu)M2的用途，以便形成在任意設(shè)備、例如光譜儀設(shè)備或成像設(shè) 備中的照明裝置。關(guān)于根據(jù)本發(fā)明發(fā)射裝置所陳述的所有優(yōu)點(diǎn)在于這些不同的用途（特別 地，發(fā)射的適用性，以及發(fā)射的光譜控制）。
[0116] 本發(fā)明還可以涉及根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射裝置M或根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射結(jié)構(gòu)M2的用途， 其用于形成優(yōu)化物體（在博物館、珠寶店、用于牙醫(yī)用途的檢查牙齒的設(shè)備中，等）的顯色 性的照明裝置。
[0117] 最后，本發(fā)明涉及一種光發(fā)射單元，其包括至少三個(gè)半導(dǎo)體芯片，每個(gè)半導(dǎo)體芯片 發(fā)射發(fā)射波長分別為A1或\ 2或λ3的準(zhǔn)單色光束。這些半導(dǎo)體芯片根據(jù)它們的發(fā)射波 長來以按顏色次序排列。
[0118] 芯片的發(fā)射波長是與其發(fā)射光譜范圍內(nèi)其最大強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的波長。如果芯片的發(fā) 射光譜為鐘形，則該波長通常在其發(fā)射光譜的中央。
[0119] 在術(shù)語"芯片"是指半導(dǎo)體芯片。更具體而言，可以使用術(shù)語"微型芯片"。術(shù)語 "LED芯片"也可用于指發(fā)射光束的半導(dǎo)體芯片。
[0120] 根據(jù)本發(fā)明的光發(fā)射單元采用多芯LED(在英語中稱為"多芯片LED"）的一般原 理，但是有所修改。在現(xiàn)有技術(shù)中，生產(chǎn)多芯LED以優(yōu)化LED的發(fā)射強(qiáng)度。因而，每個(gè)半導(dǎo) 體芯片具有一個(gè)相同的發(fā)射譜。根據(jù)本發(fā)明，與此相反，期望的是每個(gè)半導(dǎo)體芯片應(yīng)具有完 全不同的發(fā)射波長。而且，根據(jù)本發(fā)明，半導(dǎo)體芯片根據(jù)其發(fā)射波長來放置。而且，根據(jù)本 發(fā)明，半導(dǎo)體芯片可以為多個(gè)，例如，可以在同一個(gè)光源中提供十二個(gè)。
[0121] 半導(dǎo)體芯片可以是共面的。
[0122] 更特別地，半導(dǎo)體芯片可以對(duì)齊。也可以使它們沿圓弧、橢圓弧或任意其他錐形弧 分布。
[0123] 優(yōu)選地，半導(dǎo)體芯片的寬度小于1mm，例如為90μm至500μm，乃至為90μm至 200μm。在提及半導(dǎo)體芯片的寬度時(shí)，指的是沿其最小尺寸測(cè)量的尺寸。
[0124] 兩個(gè)相鄰二極管之間的距離有利地為90μm至500μm。該距離可以特別地根據(jù)每 個(gè)半導(dǎo)體芯片的光譜寬度和兩個(gè)相鄰半導(dǎo)體芯片的發(fā)射波長之差而變化。該距離取決于在 根據(jù)本發(fā)明的光源中期望使用的半導(dǎo)體芯片的數(shù)目。
[0125] 兩個(gè)相鄰的二極管之間的距離可以固定。
[0126] 作為替代方案，第一二極管和相鄰二極管之間的距離隨第一二極管的發(fā)射波長和 相鄰二極管的發(fā)射波長變化。
[0127] 特別地，根據(jù)本發(fā)明的光發(fā)射單元能夠被用于根據(jù)本發(fā)明的用于發(fā)射受控光譜光 束的裝置中以形成光源。因而，本發(fā)明可涉及例如前文所述的用于發(fā)射受控光譜光束的裝 置，其中光源由這樣的光發(fā)射單元形成。
[0128] 附圖和實(shí)施方案的描述
[0129] 根據(jù)閱讀絕非限制性的實(shí)現(xiàn)和實(shí)施方案的詳細(xì)描述，以及根據(jù)以下附圖，本發(fā)明 的其他優(yōu)點(diǎn)和特征會(huì)變得明顯：
[0130]-圖1示出了在根據(jù)本發(fā)明的用于發(fā)射受控光譜光束的裝置中使用的兩個(gè)光源的 發(fā)射光譜；
[0131]-圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射裝置的第一實(shí)施方案，
[0132]-圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射裝置的第二實(shí)施方案，
[0133]-圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射裝置的第三實(shí)施方案，
[0134]-圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射裝置的第四實(shí)施方案，
[0135]-圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施方案，
[0136] -圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的吸收光譜儀的一個(gè)實(shí)施方案，
[0137] -圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的熒光光譜儀的一個(gè)實(shí)施方案，
[0138] -圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的熒光顯微設(shè)備的一個(gè)實(shí)施方案。
[0139] -圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的多光譜成像設(shè)備的一個(gè)實(shí)施方案；和
[0140] -圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的光發(fā)射單元的一個(gè)實(shí)施方案。
[0141] 首先，參考圖1，將描述用于根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射裝置中的兩個(gè)光源的發(fā)射譜。
[0142] 兩個(gè)光源的光強(qiáng)度分別標(biāo)記為I1U)或Ι2(λ)，波長分別為A1或入2的兩個(gè)光 源是準(zhǔn)單色的。每個(gè)光譜I1U)或ι2(λ)各自均為"鐘形的"（例如高斯分布），其在被稱 為工作波長的分別為A1或λ2的波長處具有峰值。該峰值具有相對(duì)于工作波長較小的半 峰寬。
[0143] 因而，第一光源Sl具有帶有以下特征的鐘形發(fā)射光譜：
[0144]-對(duì)于λi= 340nm的工作波長，峰高為I1，最大（光強(qiáng)度I1 (λ)的最大值，即I1,最大 U1)),和
[0145] -峰值λ丨附近的半峰寬Λλ丨，此處等于l〇nm。
[0146] 同樣地，第二光源S2具有帶有以下特征的鐘形發(fā)射光譜：
[0147] -對(duì)于λ2 = 405ηπι的工作波長，峰高為I2，最大（光強(qiáng)度12(入）的最大值，I2，最大 (入2))，和
[0148] -峰值λ2附近的半峰寬Λλ2，此處等于l〇nm。
[0149] 然后光源SI和S2可以被視為準(zhǔn)單色的，這是因?yàn)椋?br> [0150] -由于Δλ/λ,〈1，光源Sl的半峰寬Δλi相對(duì)于波長λi較小
[0151] -由于Δλ2/λ2〈〈1，光源S2的半峰寬Δλ2相對(duì)于波長λ2較小。
[0152] 還可以使用具有其他光譜形狀的多色光源。根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)光源的位置，將僅使 用其光譜中以被稱為工作或發(fā)射波長為中心的部分。因此，可以使用多色光源，前提是其光 譜在該工作波長處具有高強(qiáng)度。
[0153] 此處的光源包括發(fā)光二極管（"LED"，S卩"發(fā)光二極管")。發(fā)光二極管的使用使得 可以降低失效的風(fēng)險(xiǎn)，LED是具有比通常用于例如光譜儀的裝置、例如白熾或放電源的光源 長的壽命。而且，LED具有尺寸較小的優(yōu)點(diǎn)。
[0154] 參考圖2,將描述根據(jù)本發(fā)明的受控光譜光束發(fā)射裝置1的第一實(shí)施方案。
[0155] 在該實(shí)施方案中，存在十二個(gè)光源。為了圖的易讀性，僅示出了五個(gè)光源：S1、S2、 Si、SN,其中N= 12。然而，在期望的情況下，可以規(guī)定盡可能多的光源。
[0156] 光源Sl至S12被視為準(zhǔn)單色光源，每個(gè)發(fā)射波長分別為λi至λ12的光束。
[0157] 準(zhǔn)單色光源是指其發(fā)射光譜的波長窄的光源。這可以參考圖1來理解，圖1中示 出了發(fā)光二極管Sl和S2的發(fā)射光譜。
[0158] 除了參照?qǐng)D1描述的光源Sl和S2之外，另外十個(gè)光源S3至S12發(fā)射以下波長的 光束：
[0159] -光源 S3: λ3 = 450nm ;
[0160] -光源 S4: λ4 = 480nm ;
[0161] -光源 S5: λ5= 505nm ;
[0162] -光源 S6: λ6 = 546nm ;
[0163]-光源 S7:λ7 = 570nm;
[0164]-光源 S8:λ8 = 605nm;
[0165]-光源 S9:λ9 = 660nm;
[0166]-光源 SlO:λ10 = 700nm
[0167]-光源 SII:λn = 750nm
[0168]-光源 S12:λ12 = 800nm
[0169] 因此光源SI至S12按色度的增序排列。
[0170] 作為一個(gè)變化方案，可以使用適于所用應(yīng)用的任意其它波長。
[0171] 優(yōu)選地，光源的波長包含340nm至800nm。
[0172] 在該第一實(shí)施方案中，光源SI至S12有利地選擇為使得它們各自的發(fā)射光譜不重 疊。仍然以其各自的光譜在圖1中示出的光源Sl和S2為例，這意味著：
[0173]-對(duì)于波長λ2，光源Sl的光強(qiáng)度I1 (λ2)相對(duì)于峰值12, 而言非常低，例如低于 該峰值的5 %，優(yōu)選低于該峰值的1 %，并且
[0174]-對(duì)于波長λi，光源S2的光強(qiáng)度Ι2(λ2)相對(duì)于峰值I1; 而言非常低，例如低于 該峰值的5 %，優(yōu)選低于該峰值的1 %。
[0175] 有利地，光源可各自包括放置在其前方的光纖，使得可以更進(jìn)一步限制它們各自 的半峰寬。該光纖為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的光譜濾波器，其使得光束能夠僅在被稱 為其"通帶"的特定波長范圍內(nèi)透射。該濾波器可以例如是吸收濾波器或干擾濾波器。
[0176] 在圖2中示出的本發(fā)明實(shí)施方案中，十二個(gè)光源Sl至S12是封裝型發(fā)光二極管。 封裝型發(fā)光二極管是指發(fā)光二極管Sl至S12在此處各自包含發(fā)射光并且放置在包裝中的 芯片（或"LED芯片"），從而使得一方面能夠使芯片發(fā)光時(shí)由其釋放的熱耗散，并且另一方 面能夠?qū)㈦娏λ偷叫酒怨┢溥\(yùn)行。
[0177] 因此，包裝通常由耐熱的和電絕緣的材料、例如環(huán)氧聚合物如環(huán)氧樹脂或者陶瓷 構(gòu)成。
[0178] 其通常包括通過兩個(gè)焊點(diǎn)焊至印制電路板21上的兩個(gè)金屬銷，這些焊點(diǎn)使得可 以在一方面將發(fā)光二極管固定至印制電路板，并且在另一方面可以為LED供給電流。
[0179] 作為一個(gè)變化方案，同一個(gè)包裝可以包含幾個(gè)芯片（"多芯片LED")，那么，包裝通 常包含與包裝中并入的芯片一樣多對(duì)的金屬銷。于是，這被稱為多芯LED。該包裝的不同芯 片是相同的。
[0180] 在每個(gè)變化方案中，可以規(guī)定用簡(jiǎn)單導(dǎo)電表面替換金屬銷，并且使用被稱為"表面 安裝器件"的SMD技術(shù)。
[0181] 下面將參照?qǐng)D11描述用于生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的光源的另一可能方案。
[0182] 印制電路板21或PCB(英語"PrintedCircuitBoard"的縮寫）21在此處由在本 領(lǐng)域中公知的"FR4"型玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂制成。
[0183] 為了提供必要的電力，印制電路板21包括連接器22。為了附圖的易讀性，在所有 的圖中都沒有示出連接器22。參照?qǐng)D7,應(yīng)當(dāng)注意的是，該連接器22與電纜23相連接，該 電纜23連至為每個(gè)發(fā)光二極管供給調(diào)節(jié)電流的控制箱24和電源。
[0184] 發(fā)光二極管Sl至S12各自發(fā)射它們的發(fā)射波長λi至λ12的光束。每束光束通 常都為發(fā)散光束，LED為以準(zhǔn)朗伯方式發(fā)射的光源。
[0185] 發(fā)射裝置1包括將光源SI至S12的光束混合以形成復(fù)用光束26的光譜復(fù)用裝置。
[0186] 在圖2中示出的本發(fā)明實(shí)施方案中，這些光譜復(fù)用裝置由光學(xué)組合件自身形成， 所述光學(xué)組合件由具有光軸Al的厚雙凹透鏡25形成。已知這樣的透鏡25在偏離其光軸 Al工作時(shí)具有橫向色差。
[0187] 實(shí)際上，透鏡25具有與波長A1至λ12的相對(duì)應(yīng)的焦點(diǎn)Fl至F12。由于橫向色 差，這些焦點(diǎn)不同且分開，在與透鏡25的光軸Al相交的直線上排列。
[0188] 透鏡25的這些奇異點(diǎn)的光學(xué)特征為源于這些點(diǎn)的光束由透鏡25透射并且轉(zhuǎn)變?yōu)?具有平行光線的光束形式，其被稱為"準(zhǔn)直的"光束。
[0189] 因而，從焦點(diǎn)Fl沿透鏡25的方向以波長λi發(fā)射的光束作為平行光束以相同波 長λi從透鏡25出來。同樣地，從焦點(diǎn)F2沿透鏡25的方向以波長λ2發(fā)射的光束作為平 行光束以相同的波長λ2從透鏡25出來，疊加在為波長A1的平行光束上。因此，由焦點(diǎn)Fl 和F2發(fā)射的兩束光束在透鏡25的輸出處被混合，或者"被復(fù)用"。
[0190] 這樣應(yīng)理解的是，通過將光源Sl至S12分別放置在與具有色差的透鏡25的波長 λ1至λ12相對(duì)應(yīng)的焦點(diǎn)Fl至F12的位置中，由LEDSl至S12發(fā)射的光束在透鏡25的輸 出處被復(fù)用，以形成復(fù)用光束26,本文中該光束26為準(zhǔn)直光束的形式。
[0191] 因此，復(fù)用光束26為多色光束，這是因?yàn)槠浒瑤追N混合的波長。
[0192] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射裝置1的第二實(shí)施方案。
[0193] 下面將僅描述圖3與圖2的不同之處。
[0194] 雖然在圖2示出的實(shí)施方案中光源Sl至S12位于與透鏡25的波長\1至λ12相 對(duì)應(yīng)的焦點(diǎn)Fl至F12的位置處，但是在該實(shí)施方案中不是這種情況。因此，使用"點(diǎn)對(duì)點(diǎn)" 光學(xué)共軛，而不是"聚焦無限遠(yuǎn)"。光源Sl至S12位于使得透鏡25在光源和共用的像點(diǎn)37 之間執(zhí)行光學(xué)共軛的位置處。放置在該像點(diǎn)37處的空間濾波孔39使得可以對(duì)由透鏡25 出來的光束實(shí)施空間濾波。
[0195] 消色差準(zhǔn)直透鏡38放置為使得共用像點(diǎn)37被放置在其物方焦點(diǎn)處，這使得可以 獲得經(jīng)準(zhǔn)直的復(fù)用光束26。
[0196] 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射裝置的第三實(shí)施方案。
[0197] 將僅相對(duì)于其與圖3的不同之處來描述圖4。
[0198] 在圖4中示出的實(shí)施例中，透鏡25的幾何像差為使得對(duì)于光源Sl至S12不獲得 共用像點(diǎn)。
[0199] 每個(gè)光源在各自的圖像點(diǎn)4〇i至4012處通過透鏡25成像。盡管透鏡25并沒有使 光源Sl至S12在一個(gè)點(diǎn)處成像，但是其將源于每個(gè)光源的光束移動(dòng)為更靠在一起。因此， 點(diǎn)4〇i至4012在具有小尺寸的焦點(diǎn)空間、例如直徑為幾毫米和高度為幾毫米的厚盤中結(jié)合。 因此，均勻化波導(dǎo)41放置為使得形成像點(diǎn)4〇i至4012的光束進(jìn)入波導(dǎo)41內(nèi)。例如，波導(dǎo)為 液芯光纖，其直徑為3mm，長度為75mm。源于光源Sl至S12中的每個(gè)的光束在波導(dǎo)內(nèi)部混 合，使得在波導(dǎo)的輸出處獲得均勻化的光束。該光束被稱為均勻化的是由于為各自波長的 每束光束的貢獻(xiàn)在空間上被混合。在波導(dǎo)的輸出處，消色差準(zhǔn)直器38使得可以獲得經(jīng)準(zhǔn)直 的復(fù)用光束26。液芯光纖的直徑比常規(guī)光纖的直徑（幾百微米）大得多。選擇直徑為約 3mm、通常為2mm至6mm的液芯光纖，以確保光纖中的有效f禹合且同時(shí)確保在光纖輸出處良 好品質(zhì)的準(zhǔn)直。
[0200] 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射裝置1的第四實(shí)施方案。
[0201] 將僅描述圖5與圖2的不同之處。
[0202] 在該實(shí)施方案中，光譜復(fù)用裝置包括由被準(zhǔn)直透鏡55和聚焦透鏡52圍繞的光學(xué) 棱鏡51形成的光學(xué)組合件。準(zhǔn)直透鏡使得可以準(zhǔn)直從光源Sl至S12中的每一個(gè)出來的光 束。因而，幾個(gè)經(jīng)準(zhǔn)直的光束被導(dǎo)向棱鏡51。在該階段，幾個(gè)經(jīng)準(zhǔn)直的光束可以在空間上分 開，或者部分疊加。棱鏡51使在棱鏡的相反面出來的這些光束在空間上更為靠在一起，使 得它們被引導(dǎo)為朝向聚焦透鏡52,所述聚焦透鏡52使由不同的光源發(fā)射的光束在像點(diǎn)53 處在空間上結(jié)合。
[0203] 棱鏡和透鏡組合件通常在光譜儀的環(huán)境中使用，用于在空間上將不同的波長分 開。此處正相反，通過采用光的逆向返回原理它們用于使不同波長的光束在空間上更靠在 一起。
[0204] 像點(diǎn)53位于消色差準(zhǔn)直透鏡38的物方焦點(diǎn)處，使得在該透鏡38的輸出處獲得復(fù) 用準(zhǔn)直光束26。
[0205] 可以設(shè)想將參照?qǐng)D5描述的實(shí)施方案與參照?qǐng)D4描述的實(shí)施方案相結(jié)合。特別地， 如果沒有獲得單像點(diǎn)53,而是獲得位于具有小尺寸的空間中的一組像點(diǎn)4〇i到40N的話。
[0206] 參照?qǐng)D6,現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射結(jié)構(gòu)60的一個(gè)實(shí)施方案。
[0207] 根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射結(jié)構(gòu)60包括三個(gè)根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射裝置1。
[0208] 更確切地說，在圖6中示出的實(shí)施方案中，發(fā)射結(jié)構(gòu)60包括：
[0209] -三個(gè)光源單元，每個(gè)光源單元包括單個(gè)光源S1至Sn，其中N大于5 ;
[0210] -對(duì)于每個(gè)光源單元的如前所述的、特別是參照?qǐng)D3、4、5描述的光學(xué)組合件61 ;
[0211] -在每個(gè)光學(xué)組合件61的輸出處，與每個(gè)光源單元相對(duì)應(yīng)的光束被聚焦在單個(gè)點(diǎn) 或在具有小空間的聚焦區(qū)域（例如直徑為5_和高2_的厚盤）中結(jié)合的多個(gè)點(diǎn)上。與每 個(gè)光源單元對(duì)應(yīng)的光束各自進(jìn)入可以為均勻化波導(dǎo)的各自的波導(dǎo)41中。
[0212] -光纖分束器63,其在光纖分束器63的輸出處的單個(gè)波導(dǎo)64中將在每個(gè)波導(dǎo)41 中傳播的光束在空間上結(jié)合。
[0213] -三個(gè)發(fā)射裝置1共用的準(zhǔn)直光學(xué)器件38。
[0214] 結(jié)合了每個(gè)發(fā)射裝置1的每個(gè)光源的發(fā)射波長，因此在輸出處獲得了多色準(zhǔn)直復(fù) 用光束65。
[0215] 還可以提供該實(shí)施方案的一個(gè)變化方案，其中專用的準(zhǔn)直光學(xué)器件38與每個(gè)發(fā) 射裝置1相對(duì)應(yīng)，在該情況下位于光學(xué)分束器63上游。在該變化方案中，可以有利地用分 色鏡替換光纖分束器。
[0216] 利用參照?qǐng)D2至5描述的幾個(gè)發(fā)射裝置1，可以設(shè)想所有可能的變化方案。
[0217] 參照?qǐng)D7,現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明的吸收光譜儀70的實(shí)施方案。這樣的光譜儀使 得可以進(jìn)行樣品的精確化學(xué)分析。
[0218] 根據(jù)本發(fā)明的吸收光譜儀70具有由根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射裝置1形成的照明裝置。
[0219] 復(fù)用光束26使得可以照射待分析樣品11，所述待分析樣品在此處包含放置在室 12中的血液樣品，其特征將在下文描述。
[0220] 可以提供單個(gè)樣品，其中操作員在兩次測(cè)量之間用一個(gè)樣品替換另一個(gè)樣品，或 者平行放置的一組樣品，以在兩次測(cè)量之間簡(jiǎn)單地轉(zhuǎn)換單個(gè)支撐體。
[0221] 可以為光源提供偏振濾波器，其放置在復(fù)用光束26的路徑上的樣品前方。作為替 代方案，光源可各自包括放置在其前方的偏振濾波器。該偏振濾波器使得可以通過在透射 穿過待分析樣品11之后將由其吸收的光與最終由熒光重新發(fā)射的光分離來增加信噪比。
[0222] 而且，這樣的偏振濾波器會(huì)使得還可以測(cè)量待分析樣品的旋光率，如果由此表現(xiàn) 出來的話。
[0223] 復(fù)用光束26傳播以用光照射待分析樣品11。
[0224] 樣品11例如被放置在室12中，其壁是透明的，但是對(duì)于在發(fā)射裝置1中使用的波 長不是非常吸收。在此處，室12由用石英制造的平行六面體管形成。
[0225] 復(fù)用光束26然后穿過樣品11，其中它沿其路徑被吸收。更確切地說，復(fù)用光束26 的波長為λi至λ12的光束中每一個(gè)都被樣品11吸收，所述吸收為對(duì)于波長λi至λ12中 的每一個(gè)而言不同的先驗(yàn)。
[0226] 有利地，可以向待分析樣品11添加一種或更多種化學(xué)試劑，使得可以進(jìn)行待分析 樣品11的滴定。
[0227] 在從室12的輸出處，獲得了由待分析樣品透射的光束34,該透射光束34的光譜為 樣品11的特性，如同其化學(xué)組成的部分簽名。
[0228] 然后，由"檢測(cè)器單元"檢測(cè)并分析透射光束34。
[0229] 特別地，檢測(cè)器單元包括檢測(cè)器31，例如"單通道"檢測(cè)器，其收集由待分析樣品 11透射的光束34。檢測(cè)器31在此處為硅型的半導(dǎo)體光電二極管。
[0230] 作為一個(gè)變化方案，檢測(cè)器可以是雪崩光電二極管、光電倍增管或CCD或CMOS傳 感器。
[0231] 檢測(cè)器31然后傳遞與為波長\1至λ12中的每一個(gè)接收的光通量相關(guān)的信號(hào)。在 給定波長下接收的光通量與樣品11對(duì)該波長的吸收水平相關(guān)聯(lián)。
[0232] 與由檢測(cè)器31接收的光通量相關(guān)的信號(hào)被傳輸至信號(hào)處理裝置32,其確定由待 分析樣品對(duì)波長λi至λ12中的每一個(gè)的吸收。然后對(duì)于所討論的波長而言，將樣品11的 分析結(jié)果傳輸至顯示裝置33,其以吸收光譜的形式呈現(xiàn)結(jié)果，在所述吸收光譜中波長在水 平軸上示出，樣品11的吸收水平在縱軸上示出，例如作為百分比示出。
[0233] 電源和控制裝置24布置以控制每個(gè)光源的光強(qiáng)度，例如以調(diào)制其頻率。
[0234] 因而可以以彼此不同的頻率來對(duì)光源Sl至S12中的每一個(gè)的光強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制。如 上文解釋的，因而在檢測(cè)期間可以區(qū)分源于每個(gè)光源的信號(hào)。通常，調(diào)制頻率為1千赫茲至 1千兆赫茲。然后信號(hào)處理裝置32解調(diào)由檢測(cè)器31與光源Sl至S12同步傳遞的信號(hào)。這 使得可以特別地使用信號(hào)檢測(cè)器來進(jìn)行測(cè)量。
[0235] 作為替代方案，可以僅打開或關(guān)閉每個(gè)光源，使得每個(gè)時(shí)刻僅有光源中的一個(gè)發(fā) 射光。
[0236] 可以組合這兩個(gè)實(shí)施方案。
[0237] 這可以被稱為復(fù)用光束26的光譜和時(shí)間控制。
[0238] 通過以該方式分開不同的光源Sl至S12 (通過頻率調(diào)制或依次打開），對(duì)待分析樣 品11的吸收的測(cè)量具有更大的精確度。特別地，如前所述，檢測(cè)噪聲被大幅降低。
[0239]LED的響應(yīng)時(shí)間非常迅速，為約100ns，通常為IOns至1000ns。與該響應(yīng)時(shí)間同 樣快速的光譜控制可以被稱為時(shí)間分辨光譜學(xué)。因而這樣的電源和控制裝置24使得可以 觀察非?？焖俚默F(xiàn)象。LED的響應(yīng)時(shí)間與適當(dāng)選擇出的光電二極管的響應(yīng)時(shí)間為同一數(shù)量 級(jí)。由于這兩種響應(yīng)時(shí)間都在發(fā)射和接收側(cè)，可以觀察非?？焖俚默F(xiàn)象，這是因?yàn)轫憫?yīng)時(shí)間 (例如為約幾百納秒）與分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的壽命為同一數(shù)量級(jí)?？梢岳缬^察隨時(shí) 間的吸收現(xiàn)象?？梢岳缬^察分子的能級(jí)以什么速度被激發(fā)和去激發(fā)。
[0240]吸收光譜儀70還包括根據(jù)待分析樣品11對(duì)波長λi、λ2中的每一個(gè)的吸收來改 變光源Sl至S12中每一個(gè)的光強(qiáng)度的反饋裝置。
[0241] 反饋裝置特別包括：
[0242]-電源和控制裝置24;
[0243]-在信號(hào)處理裝置32與電源和控制裝置24之間的連接電纜35;
[0244]-能夠?qū)嵤┓答伒挠?jì)算裝置。
[0245] 實(shí)際上，信號(hào)處理裝置32經(jīng)由連接電纜35向電源和控制裝置24傳輸與待分析樣 品11對(duì)波長λi至λ12中每一個(gè)的吸收的測(cè)量相關(guān)的信號(hào)。
[0246] 因而連接電纜35在發(fā)射裝置和檢測(cè)單元之間建立反饋回路。該反饋回路使得可 以調(diào)節(jié)每個(gè)波長的強(qiáng)度以在檢測(cè)器31的靈敏度和線性度的最佳區(qū)域中工作。
[0247] 下文中將對(duì)操作員實(shí)施以通過圖7中示出的吸收光譜儀進(jìn)行吸收測(cè)量的過程進(jìn) 行描述。
[0248] 校準(zhǔn)步驟：
[0249] 在該步驟中，操作員打開電源和控制裝置24,使得能夠向包括十二個(gè)LEDSl至 S12的印制電路板供電，所述十二個(gè)LEDSl至S12然后每個(gè)以其各自的波長A1至λ12發(fā) 射發(fā)散光束。然后形成復(fù)用光束26,該復(fù)用光束傳播至室12以照射它。
[0250] 然后操作員進(jìn)行"空"測(cè)量，即在該步驟中，吸收光譜儀的室12是空的，沒有容納 待分析樣品11。因此，復(fù)用光束26幾乎全部被室12透射為透射光束34。
[0251] 作為一個(gè)變化方案，操作員可以利用充滿了pH=7(氫電位）的水的室來進(jìn)行該 校準(zhǔn)步驟，水的吸收光譜是已知的。
[0252] 然后檢測(cè)器31收集透射光束34并且將與由不同的LEDSl至S12發(fā)射的每束光 束的光強(qiáng)度相關(guān)聯(lián)的信號(hào)傳遞至記錄該信號(hào)的信號(hào)處理裝置32。
[0253] 在該校準(zhǔn)步驟結(jié)束時(shí)，信號(hào)處理裝置已經(jīng)將由光源Sl至S12中的每一個(gè)發(fā)射并透 射通過吸收光譜儀的空室12的光束中的每一個(gè)的光強(qiáng)度的校準(zhǔn)值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
[0254] 測(cè)量步驟：
[0255] 在該步驟中，操作員進(jìn)行新的測(cè)量，注意了將待分析樣品11放置在吸收光譜儀的 室12中。
[0256] 因而，在該測(cè)量步驟結(jié)束時(shí)，信號(hào)處理裝置因此已經(jīng)將光源Sl至S12中的每一個(gè) 發(fā)射并透射通過吸收光譜儀10的、用待測(cè)量樣品11填充的室12的光束中的每一個(gè)的光強(qiáng) 度的校準(zhǔn)值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
[0257] 然后，對(duì)于波長λi至λ12中的每一個(gè)，信號(hào)處理裝置32確定校準(zhǔn)步驟中校準(zhǔn)的 值和測(cè)量步驟中測(cè)量的值之比，該比例與形成復(fù)用光束26的每個(gè)單色光束的吸收相關(guān)聯(lián)。
[0258] 然后將結(jié)果以操作員可以查看的圖表形式顯示在顯示裝置33上。
[0259] 根據(jù)從一個(gè)波長到另一波長的相對(duì)吸收水平，操作員可以從其推斷樣品11的性 質(zhì)。每種化合物具有已知的吸收光譜。因此，樣品11的光譜為通過濃度加權(quán)的已知光譜的 疊加。通過解卷積，可以找出樣品的光譜中每種化合物的分?jǐn)?shù)。本發(fā)明提供的高測(cè)量靈敏 度（如上文所述的）提高了化學(xué)組成分析的精確度。
[0260] 參照?qǐng)D8,現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明的熒光光譜儀80。
[0261] 將僅描述圖8與圖7的不同之處。
[0262] 在該實(shí)施方案中，將復(fù)用光束26引導(dǎo)為朝向樣品11。響應(yīng)于復(fù)用光束26的吸收， 樣品發(fā)射熒光束81。
[0263] 檢測(cè)器82接收該熒光束81。檢測(cè)器82可以例如由光電二極管或光譜儀構(gòu)成。熒 光光譜的測(cè)量使得可以識(shí)別樣品11的成分。
[0264] 檢測(cè)器82與信號(hào)處理裝置83相連。如果檢測(cè)器82為光譜儀，則信號(hào)處理裝置可 以形成光譜儀的組成部分。
[0265] 可以提供反饋裝置（未示出），其特別包括：
[0266]-電源和控制裝置24 ;
[0267]-在信號(hào)處理裝置83與電源和控制裝置24之間的連接電纜（未示出）；
[0268] -能夠?qū)嵤┓答伒挠?jì)算裝置。
[0269] 信號(hào)處理裝置83實(shí)際上經(jīng)由連接電纜35將與和波長λi至λ12中的每一個(gè)相關(guān) 的熒光信號(hào)的測(cè)量相關(guān)的信號(hào)傳輸至電源和控制裝置24。
[0270] 這樣的反饋回路使得可以在檢測(cè)器82的靈敏度和線性度的最佳區(qū)域中工作。
[0271] 參照?qǐng)D9,現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明的熒光顯微鏡設(shè)備90。
[0272] 將僅描述圖9與圖8的不同之處。
[0273] 樣品11可由生物組織構(gòu)成。
[0274] 將熒光束81引導(dǎo)為朝向收集裝置91，使得至少一個(gè)透鏡的布置可以完全收集熒 光束81。
[0275] 然后，熒光束81被引導(dǎo)至光學(xué)放大裝置92，其將樣品11的觀察區(qū)的放大圖像聚焦 在例如觀察者眼睛的視網(wǎng)膜上。因而可以獲得由樣品11發(fā)射的熒光信號(hào)的圖像，例如以定 位樣品內(nèi)已經(jīng)預(yù)先用熒光分子標(biāo)記的成分。
[0276] 參照?qǐng)D10,現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明的多光譜成像設(shè)備100。
[0277] 根據(jù)本發(fā)明的多光譜成像設(shè)備100具有由根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射裝置1形成的照明裝 置。
[0278] 復(fù)用光束26使得可以照射位于體內(nèi)觀察環(huán)境中的、在此處由人組織樣品構(gòu)成的 待分析樣品11。
[0279] 聚焦透鏡105將復(fù)用光束26聚焦在待分析樣品11的特定位置上。
[0280] 在多光譜成像中，獲得幾個(gè)圖像，每個(gè)圖像與非常窄的光譜帶相對(duì)應(yīng)。因而實(shí)現(xiàn)了 由表面反射的光的精確得多的定義，并且可以獲得對(duì)裸眼不可見的特性。光譜帶可以根據(jù) 為待分析材料或產(chǎn)品的特性的波長來選擇。這可以通過選擇不同的光源Sl至S12來完成。
[0281] 因此多光譜成像設(shè)備100包括控制裝置101，其包括用于光源的電源和控制裝置 以及布置以連續(xù)激活幾個(gè)光源之一的計(jì)算裝置。連續(xù)的激活可以手動(dòng)控制，或者可以是自 動(dòng)的。
[0282] 聚焦的光束26在樣品11上被反射為反射光束102,并且傳播到包括例如透鏡組和 合適情況下的顯示屏的成像裝置103。
[0283] 因而可以監(jiān)測(cè)非?？焖俚氖录貏e是在體內(nèi)觀察的環(huán)境中。
[0284] 圖7至圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射裝置的不同應(yīng)用?？梢栽O(shè)想這些應(yīng)用的所 有可能的組合和參照?qǐng)D2至5描述的發(fā)射裝置的不同實(shí)施方案。還可以設(shè)想，在參照?qǐng)D7 至10描述的每個(gè)實(shí)施例中，用根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射結(jié)構(gòu)（圖6)替換根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射裝置。
[0285] 最后，參照?qǐng)D11，現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明的光發(fā)射單元110的一個(gè)實(shí)施方案。
[0286] 光發(fā)射單元110包括三個(gè)半導(dǎo)體芯片114,其以陰影設(shè)計(jì)示出。半導(dǎo)體芯片的摻雜 使得可以確定芯片的中心發(fā)射波長，以及發(fā)射寬度。芯片被并入單個(gè)組件內(nèi)。該組件可由 塑料或陶瓷制成。每個(gè)芯片利用電絕緣的膠黏劑黏結(jié)到襯底（例如鋁）上，乃至有時(shí)直接 黏結(jié)到電極上。每個(gè)芯片都通過錫焊以金線分別微錫焊至兩個(gè)專用電極115i*1152。光 發(fā)射單元的生產(chǎn)不會(huì)再進(jìn)一步描述，因?yàn)楸景l(fā)明在于發(fā)射單元的芯片的選擇和布置。
[0287] 根據(jù)本發(fā)明的光發(fā)射單元110是SMD部件。圖11示出了連至分別包括金屬銷Iiei 或1162的支撐體112的光發(fā)射單元。每個(gè)金屬銷IW1或1162分別電連接至電極IK1或 1152。這些金屬銷使得能夠簡(jiǎn)化印制電路板上的布線。
[0288] 例如，每個(gè)半導(dǎo)體芯片114為邊長500μm的正方形形式。兩個(gè)半導(dǎo)體芯片114之 間的距離為約I. 5mm。該距離是沿直線117測(cè)量的，半導(dǎo)體芯片沿直線117對(duì)齊。
[0289] 當(dāng)然，本發(fā)明不限于已經(jīng)描述的實(shí)施例，而且在不超出相應(yīng)發(fā)明的范圍的情況下 可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行許多調(diào)整。
[0290] 特別地，前文描述的所有特征、形式、變化方案和實(shí)施方案都可以以不同的組合結(jié) 合在一起，只要它們不相互不兼容或排斥。
[0291] 還可以設(shè)想被稱為"多通道"的變化方案，即另外包括用于將復(fù)用光束分離成相同 光譜的幾個(gè)光束的裝置。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于發(fā)射具有受控光譜的光束的裝置（1)，其包含至少兩個(gè)分離的光源（Si 到3^，每個(gè)光源分別發(fā)射至少一個(gè)波長為^或^的光束；以及光譜復(fù)用裝置（25; 51，55, 52 ;25, 41)，該發(fā)射裝置的特征在于： -所述光譜復(fù)用裝置（25 ;51，55, 52 ;25, 41)包括由至少一個(gè)透鏡（25 ;51，52)和/或 光學(xué)棱鏡（51)形成的光學(xué)組合件（25 ;51，55, 52)，所述光學(xué)組合件（25 ;51，55, 52)具有色 散特性并且布置以供來自所述分離的光源（Si到5^的光束穿過而沒有光譜選擇性反射，并 且布置以使所述光束移動(dòng)為在空間上更靠在一起，使得所述光譜復(fù)用裝置（25 ;51，55, 52 ; 25,41)在空間上疊加所述光束；和 -發(fā)射裝置（1)布置為使得至少一個(gè)波長為Ai或A2的每束光束分別在自由空間中 從相應(yīng)的光源（Si到SN)傳播至所述光學(xué)組合件（25 ;51，55, 52)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置（1)，其特征在于所述光譜復(fù)用裝置僅由光學(xué)組合件 (25)形成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置（1)，其特征在于每個(gè)光源（Si到SN)被放置在所述 光學(xué)組合件（25)的物方焦點(diǎn)上，其中所述物方焦點(diǎn)與由該光源（Si至5^發(fā)射的光束的波 長相對(duì)應(yīng)，使得在所述光學(xué)組合件（25)的輸出處所述光束在空間上疊加且準(zhǔn)直。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置（1)，其特征在于每個(gè)光源（Si到SN)被放置在所述 光學(xué)組合件（25)的物點(diǎn)上，其中所述物點(diǎn)與由該光源發(fā)射的光束的波長相對(duì)應(yīng)，并且使得 在所述光學(xué)組合件的輸出處所述光束在單像點(diǎn)（53)處在空間上疊加。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置（1)，其特征在于所述光譜復(fù)用裝置包括所述光學(xué)組合 件（25)、均勻化波導(dǎo)（41)和光學(xué)準(zhǔn)直裝置（38)，所述光學(xué)組合件（25)布置為以將所述光 束發(fā)送到所述均勻化波導(dǎo)（41)的輸入處，所述光學(xué)準(zhǔn)直裝置（38)位于所述均勻化波導(dǎo)的 輸出處。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置（1)，其特征在于所述波導(dǎo)（41)由液芯光纖形成。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置（1)，其特征在于所述分離的光源（Si到51<) 布置為彼此共面。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置（1)，其特征在于所述分離的光源（Si到51<) 排在一條線上并且分別以波長入i或A2的增序排列。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置（1)，其特征在于所述光學(xué)組合件包括至少 一個(gè)離軸使用并且具有橫向色差的光學(xué)系統(tǒng)（25)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的裝置（1)，其特征在于所述光學(xué)組合件包括通 常用于校正色差的雙合透鏡或三合透鏡。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的裝置（1)，其特征在于所述光學(xué)組合件包括光 學(xué)棱鏡（51)和光學(xué)聚焦裝置（52)和/或光學(xué)準(zhǔn)直裝置（55)。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置（1)，其特征在于每個(gè)光源（Si到5^都是 發(fā)光二極管。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置（1)，其特征在于其包括至少十二個(gè)光源 以到SN)。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置（1)，其特征在于其還包括布置為以彼此 不同的頻率對(duì)所述光源（Si到3^中至少兩個(gè)的光強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制裝置（24)。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置（1)，其特征在于其還包括彼此獨(dú)立的、所 述光源中至少兩個(gè)的光強(qiáng)度的控制裝置（24)。
【文檔編號(hào)】G01J3/02GK104380065SQ201380024317
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月9日
【發(fā)明者】麥杰·尼西利 申請(qǐng)人:阿奇麥杰科技公司