邱乙耕 范元媛3)† 颜博霞 王延伟 吴一航韩哲 亓岩 鲁平

1) (中国科学院微电子研究所, 光电技术研发中心, 北京 100094)

2) (中国科学院大学, 北京 100049)

3) (应用光学国家重点实验室, 长春 130033)

4) (华中科技大学光学与电子信息学院, 下一代互联网接入系统国家工程实验室, 武汉 430074)

(2021 年4 月12 日收到; 2021 年6 月8 日收到修改稿)

1 引 言

光声光谱仪是利用光声光谱获取待测物质组成与浓度等信息的仪器[1], 光源作为仪器的输入端直接影响辐射待测样品的激励光的光学质量, 制约光声池光声转化过程的进行[2]. 光声光谱仪用光源与光声池配合工作, 目标最大化实现携带待测样品信息的光信号向声信号的转化[3]. 在光源系统的光学设计上, 一方面要求对辐射源发出的光线进行特定的调制, 满足不同待测样品产生光声效应的条件; 另一方面要按照光声池的实际情况对辐射源进行二次配光, 实现光场整形, 从而避免光源发出的光线辐射到待测样品以外的其它物质上产生噪音干扰[4].

随着社会的进步与发展, 光声光谱仪的需求与日俱增. 目前市面上光声光谱仪用光源大部分直接使用激光器, 少部分使用非相干扩展光源配合其他光学元件进行简单的聚光. 由于不同物质红外吸收峰的差异, 前者不能满足同时检测多种待测物质的要求[5], 而后者多未对光源系统进行过多的杂散光限制, 只在后期处理中进行滤波. 相比而言, 覆盖相同的光谱范围, 非相干扩展光源结构更简单……