[發明專利]一種“光子計數全譜直讀”光譜分析方法無效
| 申請號: | 201110255580.5 | 申請日: | 2011-08-31 |
| 公開(公告)號: | CN102353450A | 公開(公告)日: | 2012-02-15 |
| 發明(設計)人: | 繆震華;賴勝波;劉敏敏;尹延靜;楊萍 | 申請(專利權)人: | 深圳市世紀天源環保技術有限公司;繆震華 |
| 主分類號: | G01J3/28 | 分類號: | G01J3/28 |
| 代理公司: | 北京品源專利代理有限公司 11332 | 代理人: | 陳慧珍 |
| 地址: | 518038 廣東省深圳*** | 國省代碼: | 廣東;44 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 光子 計數 直讀 光譜分析 方法 | ||
1.一種“光子計數全譜直讀”光譜分析方法,其特征在于:包括但不限于以下步驟,
S100.樣品經前期預處理后在激發源(1)的作用下產生待觀測的特征光譜;
S200.夾雜特征光譜的復合光經入射光學裝置入射到分光系統(2);
S300.分光系統(2)將入射的復合光色散成單色的光譜圖像;
S400.光譜圖像經出射光學裝置成像于光子計數成像探測器(3)的敏感面上;
S500.光子計數成像探測器(3)通過“位敏探測”和“光子計數”,以數字化的方式重構光譜圖像;
S600.信息處理與顯示單元(4)根據數字光譜圖像中每一像元的位置和信號強度對樣品進行定性定量分析。
2.根據權利要求1所述的光譜分析方法,其特征在于:上述步驟S500,即所述光子計數成像探測器(3)的工作原理和流程,更具體為,
S510.光譜圖像在時空范疇內可看成是由一個接一個不同平面位置處的單個光子組成的光子流,光子流中的每個光子通過光學輸入窗依次順序轟擊不同位置處的光陰極;
S520.在一定的量子效率下,光陰極通過外光電效應將單個的光子轉換為單個的光電子;
S530.單個的光電子在加速偏置電場的作用下徑直轟擊微通道板(MCP/Microchannel?Plate),經MCP倍增后形成一電子云團;
S540.電子云團在加速偏置電場的作用下渡越到位敏陽極并被位敏陽極所收集;
S550.電子讀出電路根據位敏陽極上各個金屬導體收集到的電荷量或電子云團到達各個金屬導體計時點的時刻,對電子云團的質心位置進行解碼,該質心位置便可反演為單個光子的入射位置;
S560.完成單個光子的位置解碼后便在相應的位置上進行一次計數;
S570.在一定的圖像積分時間內,通過對大量光子的“位置解碼”和在不同位置上的“光子計數”,即反復循環步驟S510-S560,便可重構光譜圖像。
3.根據權利要求2所述的光譜分析方法,其特征在于:上述步驟S540,即位敏陽極收集電子云團的物理過程,更具體為,電子云團在加速偏置電場的作用下可直接渡越到位敏陽極,或先渡越到半導體層,然后通過電荷感應被感應到位敏陽極。
4.根據權利要求1所述的光譜分析方法,其特征在于:樣品與分光系統(2)之間、分光系統(2)與光子計數成像探測器(3)之間以及分光系統(2)內,根據實際應用需求設置相應的入射或出射光學裝置,以實現光學準直、聚焦、變向、分光、減光、濾波、消除雜散光以及光闌限光。
5.根據權利要求1所述的光譜分析方法,其特征在于:根據實際應用需求能設置相應的波長掃描機構以移動分光系統(2)或是光子計數成像探測器(3)再或者是其它的光學元件,從而按照預設的波長跨度以分段或分區域的方式讀取分光系統(2)輸出的光譜圖像。
6.根據權利要求1所述的光譜分析方法,其特征在于:所述的激發源(1)是提供能量作用于樣品以產生待觀測的特征光譜,激發方式包括光激發、電激發、熱激發以及其它輻射激發方式;所述的特征光譜包括吸收光譜、發射光譜、散射(或拉曼)光譜以及熒光光譜。
7.根據權利要求1所述的光譜分析方法,其特征在于:所述的分光系統(2)是將夾雜特征光譜的入射復合光色散成單色的光譜圖像,包括一維譜圖和二維譜圖;相應的色散分光方法能采用單一的折射率法、衍射法以及干涉法,或是上述三種方法任意組合而成的交叉色散法。
8.根據權利要求1、2所述的光譜分析方法,其特征在于:所述的光子計數成像探測器(3)主要由光學輸入窗、光陰極、MCP、位敏陽極、電子讀出電路以及直流高壓電源構成。
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