技术原理

线性渐变滤光片(LVF)

把分光从机械结构搬到探测器表面,这是 MINI 系列在体积、稳定性与成本上的优势来源。

光栅:角度色散

传统光栅光谱仪依靠角度色散:不同波长按 mλ = d (sin α + sin β) 以不同角度出射,需要准直、色散、聚焦,还要足够长的传播距离才能把光谱展开。因此分辨率的提升通常伴随光学体积的增大。

LVF:空间编码

LVF 是一层腔长沿位置线性变化的法布里—珀罗结构,透射中心波长随位置连续变化:λ(x) = λ₀ + G · x;再叠加宽带通滤光片,只保留其中一个干涉级次。滤光片与探测器紧邻布置,因此完全不需要色散光路。

这带来什么改变

器件更少、装调链路更短,成本随之下降;晶圆级镀膜让芯片之间的光谱响应更一致;没有分光腔与精密对准,模组对振动与温漂更耐受。实测样机波长准确性 ± 1 nm(氩灯谱线复核 RMS 0.58 nm),杂散光 0.1 %,动态范围可达 4500:1。

说明:具体测试条件与实测数据见产品手册,可在联系页面申请获取。

两种分光方式的光路对比
传统光栅光谱仪GRATING
光栅光谱仪角度色散原理示意图:入射光纤经准直光学到光栅,不同波长以不同角度出射,穿过聚焦光学后落在线阵探测器的不同像元上
m λ = d ( sin α + sin β )
不同波长以不同角度传播,需要准直、色散、聚焦和足够的传播距离;分辨率提升通常伴随更大的光学体积。
九色光 LVF 光谱仪LVF
线性渐变滤光片空间编码原理示意图
λ ( x ) = λ₀ + G · x
每个像元位置对应一个中心波长,LVF 与探测器紧邻布置;光路缩短,更适合微型化与芯片级集成。
LVF 与光栅光谱仪对比
对比维度LVF · 九色光光栅光谱仪
分光原理线性渐变滤光片,波长—位置映射光栅衍射色散
光学结构滤光片集成于探测器光栅 + 狭缝 + 分光腔
模组体积芯片 / 模组级,最小 47 × 24 × 25 mm需分光腔体,体积较大
运动部件部分方案含转动光栅
批次一致性晶圆级工艺,一致性高依赖人工装调,个体差异大
温漂 / 抗振无分光腔,稳定性高对准敏感,受温漂与振动影响
量产成本半导体工艺,显著降低光学装调成本高
信号链路

从光输入到数字光谱

LVF InGaAs · 256 / 512 px 900 nm 1700 nm
01
入射光

宽带光线经光纤或空间光输入,照射到滤光片表面。

02
线性渐变滤光片

腔长沿 x 方向线性变化,决定每个位置透过的中心波长。

03
InGaAs 线阵探测器

256 / 512 像素逐像元读取强度,A/D 转换为 16-bit。

04
波长 → 像元

每个像元位置就是一个独立的光谱通道。

把光谱检测能力装进你的产品里

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