具有绝对传输附件的光谱仪的制作方法

专利2026-01-29  6


本文描述的实施方案涉及光谱仪,并且更具体地涉及被构造成接收绝对透射率测量装置的光谱仪。


背景技术:


技术实现思路

1、傅里叶变换红外(ftir)光谱仪用于执行样品的化学组成的准确且有效的识别。此类光谱仪通常包括干涉仪,诸如迈克尔逊干涉仪,其具有分束器和移动镜。干涉仪调制来自源的光束以提供输出光束,在该输出光束中,不同波长的辐射强度是变化的。光可以在近紫外(uv)、可见(vis)、近红外(nir)、中红外(mir)和/或远红外(fir)波长范围内,因此不限于红外光谱区。输出光束被聚焦并穿过样品或从样品反射,之后光束被收集并聚焦到检测器上。检测器提供时变输出信号,该时变输出信号包含关于样品的吸收或反射的波长的信息。例如,将在一个或多个波长处的输出光的强度与在一个或多个波长处的输入光的强度进行比较以确定样品的特性,诸如吸光度、透射率、荧光、反射率等。对输出信号数据执行傅里叶分析以产生所测量的特性,该测量的特性提供关于样品内的成分的身份、它们的相对浓度以及样品的可能其它特征的信息。

2、常规的ftir光谱仪包括样品隔室,其中样品被保持在暴露于来自干涉仪的光的位置。样品可以采取各种物理状态,即,液体、固体或气体,并且固体样品可以具有各种物理特性。例如,待分析的固体材料可以是块状或片状材料(例如,聚合物塑料)的形式、粉末或颗粒的形式、或具体形成的形状(例如,药物片剂、丸剂和胶囊)。

3、应用光学器件开发中的光学特性包括光的反射率和透射率。透射率值是绝对透射率(at),意思是在不参考参考物质的情况下测量的光。精确的at测量需要准直光,该准直光可以不同于用于其它测量(诸如衰减全反射(atr)测量)的光。传统光谱仪需要移除或添加光学元件以实现at测量所需的准直光。例如,在传统光谱仪中,可能需要从主光谱仪光学器件移除并更换一个或多个光学元件,诸如例如一个或多个反射镜,以将适当的光引导至样品以进行at测量。这种修改使得光谱仪专用于at测量,并且因此使得光谱仪以其当前形式不能用于其它类型的测量。此外,每当需要修改以允许光谱仪进行特定测量时,修改可能会损坏光谱仪或其部件或附件,或安装不当,从而可能导致测量不准确或效率低下。

4、本文中所描述的实施方案提供at测量而无需修改现有光谱仪光学器件,从而提供高效和准确的at测量。例如,提供at装置以使得能够插入样品、光孔和遮光板(例如,在单个组件中),而不改变光谱仪的任何附加部件或相关使用。at装置可插入到光谱仪内定位at装置以接收由光谱仪的现有部件产生的准直光的位置处。提供光孔和遮光板以将入射光束引导至样品和下游光学部件。例如,光孔、遮光板或其组合可以帮助去除可能导致记录值偏移的背反射。at装置、光谱仪或两者可包括板载检测器,用于检测样品的插入以及任选地样品保持器的类型,该信息可被传送至光谱仪的一个或多个其它部件、接口计算装置或其组合(例如,检测器、电子处理器)以将光谱仪、接口计算或其组合配置为执行at测量。

5、在例示性实施方案中,提供了一种用于分析样品的光谱仪系统。光谱仪系统包括但不限于底板、被构造成传输光的光源、以及安装到底板的干涉仪。干涉仪被构造成接收来自光源的光并输出调制光。光谱仪系统包括第一光学元件。第一光学元件被构造成接收调制光并将调制光朝向第二光学元件引导。第二光学元件将调制光聚焦到样品隔室。光谱仪系统还包括检测器隔室,该检测器隔室包括一个或多个检测器。检测器隔室被构造成接收来自样品隔室的调制光。该光谱仪系统包括被构造成保持用于at测量的样品的样品保持器。样品保持器(例如,可移除地)耦接到底板。给定其在底板上的位置,来自第一光学元件的调制光被引导到样品保持器,并且离开样品保持器的光经由第二光学元件被引导通过样品隔室并且到达检测器隔室。

6、在另一个例示性实施方案中,提供一种用于操作光谱仪系统的方法。该方法包括但不限于经由光源传输光,利用干涉仪接收来自光源的光,以及利用干涉仪输出调制光。该方法包括利用第一光学元件接收调制光,并且在光谱仪系统的第一操作模式中,利用第一光学元件引导调制光通过保持样品的样品保持器并且到达第二光学元件。该方法包括当在光谱仪系统的第一操作模式中时,利用第二光学元件接收调制光,利用第二光学元件将调制光聚焦到样品隔室,并且利用包括一个或多个检测器的检测器隔室接收来自样品隔室的光。

7、考虑到具体实施方式和附图,其它方面将变得明显。



技术特征:

1.一种光谱仪系统,所述光谱仪系统包括:

2.根据权利要求1所述的光谱仪系统,其中由所述干涉仪输出的所述调制光被准直。

3.根据权利要求1所述的光谱仪系统,其中所述样品保持器包括:

4.根据权利要求3所述的光谱仪系统,其中所述样品保持器包括遮光板,所述遮光板包括多个柱,其中所述调制光的一部分作为反射光从所述样品隔室反射,并且其中所述多个柱被构造成接收所述反射光。

5.根据权利要求2所述的光谱仪系统,其中所述样品隔室被构造成保持第二样品,并且其中当所述样品保持器从所述底板移除时,所述调制光被所述第二光学元件引导通过由所述样品隔室保持的所述第二样品。

6.根据权利要求2所述的光谱仪系统,其中所述附件基座包括一个或多个紧固件,所述一个或多个紧固件被构造成将所述附件基座耦接到所述底板。

7.根据权利要求2所述的光谱仪系统,其中所述样品保持器还包括用于检测所述样品保持器与所述底板的耦接的检测器装置。

8.根据权利要求2所述的光谱仪系统,其中所述样品保持器包括被构造成将光朝向所述样品引导的光孔。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的光谱仪系统,其中所述一个或多个检测器被构造成检测离开所述样品保持器的所述光的特性,所述特性能够用于确定由所述样品保持器保持的样品的绝对透射率。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的光谱仪系统,其中所述样品保持器能够移除地耦接到所述底板,并且其中当所述样品保持器被耦接到所述底板时,所述调制光被引导到所述样品保持器。

11.根据权利要求1-8中任一项所述的光谱仪系统,其中所述调制光是红外(ir)光。

12.根据权利要求1-8中任一项所述的光谱仪系统,所述光谱仪系统还包括:

13.根据权利要求1-8中任一项所述的光谱仪系统,其中所述一个或多个检测器包括选自由氘化硫酸三苷肽检测器、氘化l-丙氨酸硫酸三苷肽检测器和液氮冷却的碲镉汞检测器组成的组中的至少一者。

14.根据权利要求1-8中任一项所述的光谱仪系统,所述光谱仪系统还包括被构造成提供所述样品的所述绝对透射率的显示器。

15.一种用于操作光谱仪系统的方法,所述方法包括:

16.根据权利要求15所述的方法,所述方法还包括:

17.根据权利要求15-16中任一项所述的方法,所述方法还包括:

18.根据权利要求15所述的方法,其中所述样品隔室包括第二样品,并且其中所述方法还包括:

19.根据权利要求15所述的方法,所述方法还包括:

20.根据权利要求19所述的方法,所述方法还包括:


技术总结
本发明公开了一种用于光谱仪的绝对传输附件。一个示例性光谱仪系统包括底板、被构造成传输光的光源和安装到底板的干涉仪。干涉仪接收来自光源的光并输出调制光。光谱仪系统包括被构造成接收调制光并引导调制光的第一光学元件,以及被构造成接收调制光并将调制光聚焦到样品隔室的第二光学元件。该光谱仪系统包括检测器隔室,该检测器隔室包括一个或多个检测器,该检测器隔室被构造成接收来自该样品隔室的光。光谱仪系统包括耦接到底板的样品保持器。调制光被引导到样品保持器,并且离开样品保持器的光经由第二光学元件被引导通过样品隔室并且到达检测器隔室。

技术研发人员:M·布拉德利,颜旻
受保护的技术使用者:热电科学仪器有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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