光學(xué)檢測(cè)裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種光學(xué)檢測(cè)裝置，該光學(xué)檢測(cè)裝置包括一光源，產(chǎn)生一發(fā)射光束；一第一分光器，將該發(fā)射光束分割成一補(bǔ)償光束及一檢測(cè)光束，其中該第一分光器將該檢測(cè)光束導(dǎo)向一目標(biāo)物；一第二分光器，將來自該第一分光器的補(bǔ)償光束重新定向，其中該第一分光器和該第二分光器的部分波長(zhǎng)依賴特性相一致；一第一光電探測(cè)器，檢測(cè)經(jīng)由該第二分光器重新定向的補(bǔ)償光束；及一第二光電探測(cè)器，檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器重新定向的并經(jīng)由該目標(biāo)物反射的檢測(cè)光束。本發(fā)明還提供了一種光學(xué)檢測(cè)方法。本發(fā)明的光學(xué)檢測(cè)裝置及光學(xué)檢測(cè)方法能準(zhǔn)確檢測(cè)一目標(biāo)物反射的光束。
【專利說明】
光學(xué)檢測(cè)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明是關(guān)于一種光學(xué)檢測(cè)裝置及光學(xué)檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 光學(xué)反射檢測(cè)是光學(xué)分析的基本應(yīng)用之一。隨著被分析物的光學(xué)特性研究，人們 可以檢測(cè)被分析物的表面結(jié)構(gòu)，檢測(cè)被分析物的組分或者是量化特定化合物的濃度。反射 率的檢測(cè)提供了遠(yuǎn)程，非接觸及非侵入的檢測(cè)方式來獲取被分析物的信息。因此，光學(xué)反射 檢測(cè)裝置廣泛應(yīng)用于分析化學(xué)、航空及醫(yī)療領(lǐng)域。適用于光學(xué)檢測(cè)的光源，例如是激光。然 而，光源的不穩(wěn)定性及分光器的波長(zhǎng)依賴特性限制了光學(xué)反射檢測(cè)的精度和準(zhǔn)度。光源的 不穩(wěn)定性會(huì)造成中心波長(zhǎng)的漂移及噪聲強(qiáng)度產(chǎn)生變化。此外，薄膜涂層的不均勻性及分光 器的衍射還會(huì)導(dǎo)致波長(zhǎng)和透射率(或反射率)之間呈非線性關(guān)系。由光源的不穩(wěn)定性產(chǎn)生的 噪音及分光器的波長(zhǎng)依賴特性阻礙著良好信號(hào)的采集。因此，檢測(cè)到的信號(hào)不能代表反射 光的實(shí)際光功率。
[0003] 目前，已報(bào)道許多改進(jìn)光學(xué)檢測(cè)裝置性能的方法。首先，利用高級(jí)激光器提高光源 的穩(wěn)定性，其中該高級(jí)激光器設(shè)有諧振腔、激光控制電路或激光光學(xué)系統(tǒng)。然而，這種方法 大大增加了光學(xué)反射檢測(cè)裝置的費(fèi)用及結(jié)構(gòu)元件。其次，分光器的防反射涂層可以輕度降 低衍射，但仍不能滿足嚴(yán)格的檢測(cè)要求。再次，人們將嘗試擴(kuò)大規(guī)模來增加檢測(cè)的統(tǒng)計(jì)能 力，但是較大的樣本量需要較長(zhǎng)的檢測(cè)持續(xù)時(shí)間或多個(gè)檢測(cè)周期。此外，非實(shí)時(shí)檢測(cè)不能夠 從多種被分析物或移動(dòng)使用狀態(tài)中獲取有用的信號(hào)。例如，一些流體被分析物可能是不均 勻的或是流動(dòng)的，例如眼睛的玻璃體液或體內(nèi)的血液。本發(fā)明提供了 一種解決這些技術(shù)問 題的方案，且所描述的實(shí)施方式但不限于這些實(shí)施方式不脫離本發(fā)明的范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種準(zhǔn)確檢測(cè)一目標(biāo)物反射的光束的光學(xué)檢測(cè)裝置及 光學(xué)檢測(cè)方法。
[0005] 本發(fā)明提供一種光學(xué)檢測(cè)裝置，包括：
[0006] -光源，產(chǎn)生一發(fā)射光束；
[0007] -第一分光器，將該發(fā)射光束分割成一補(bǔ)償光束及一檢測(cè)光束，其中該第一分光 器將該檢測(cè)光束導(dǎo)向一目標(biāo)物；
[0008] -第二分光器，將來自該第一分光器的補(bǔ)償光束重新定向，其中該第一分光器和 該第二分光器的部分波長(zhǎng)依賴特性相一致；
[0009] -第一光電探測(cè)器，檢測(cè)經(jīng)由該第二分光器重新定向的補(bǔ)償光束;及
[0010] -第二光電探測(cè)器，檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器重新定向的并經(jīng)由該目標(biāo)物反射的檢 測(cè)光束。
[0011] 進(jìn)一步地，該第一分光器通過透射將該檢測(cè)光束導(dǎo)向該目標(biāo)物;及該第二分光器 通過透射將來自該第一分光器的補(bǔ)償光束重新定向。
[0012] 進(jìn)一步地，該第一分光器通過反射將該檢測(cè)光束導(dǎo)向該目標(biāo)物;及該第二分光器 通過反射將來自該第一分光器的補(bǔ)償光束重新定向。
[0013] 進(jìn)一步地，該目標(biāo)物是一參考鏡，該參考鏡將該檢測(cè)光束反射至該第一分光器。
[0014] 進(jìn)一步地，該光學(xué)檢測(cè)裝置還包括一部分反射鏡，該部分反射鏡將該檢測(cè)光束的 透射部分透射至該目標(biāo)物，且將該檢測(cè)光束的反射部分反射至該第一分光器。
[0015] 進(jìn)一步地，該光源是一相干光源。
[0016] 本發(fā)明還提供一種光學(xué)檢測(cè)裝置，包括：
[0017] 一光源，產(chǎn)生一發(fā)射光束；
[0018] -第一分光器，將該發(fā)射光束分割成一補(bǔ)償光束及一檢測(cè)光束；
[0019] -第一鏡子，將來自該第一分光器的補(bǔ)償光束反射回至該第一分光器；
[0020] -第一光電探測(cè)器，檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器重新定向的補(bǔ)償光束;及
[0021] -第二光電探測(cè)器，檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器重新定向的檢測(cè)光束。
[0022] 進(jìn)一步地，該光電檢測(cè)裝置還包括一第二鏡子、一第三鏡子、一第四光電探測(cè)器及 一第四光電探測(cè)器。該第二鏡子通過該第一分光器將來自于該第一鏡子的補(bǔ)償光束反射至 該第一分光器。該第三鏡子將來自該第一分光器的檢測(cè)光束反射至該第一分光器。該第一 檢測(cè)器檢測(cè)一第一補(bǔ)償光束;該第二檢測(cè)器檢測(cè)一第一檢測(cè)光束;該第三檢測(cè)器檢測(cè)一第 二補(bǔ)償光束;該第四檢測(cè)器檢測(cè)一第一檢測(cè)光束。
[0023] 進(jìn)一步地，該目標(biāo)物是一參考鏡，該參考鏡將該檢測(cè)光束反射至該第一分光器。
[0024] 進(jìn)一步地，該光學(xué)檢測(cè)裝置還包括一部分反射鏡，該部分反射鏡將該檢測(cè)光束的 透射部分透射至該目標(biāo)物，且將該檢測(cè)光束的反射部分反射至該第一分光器。
[0025] 進(jìn)一步地，該光源是一相干光源。
[0026]本發(fā)明還提供一種光學(xué)檢測(cè)方法，包括如下步驟：
[0027]由一光源產(chǎn)生一反射光束；
[0028] 將該反射光束經(jīng)由一分光器分割成一補(bǔ)償光束及一檢測(cè)光束；
[0029] 由該分光器將該補(bǔ)償光束重新定向；
[0030] 由該分光器將該檢測(cè)光束重新定向；
[0031 ]將該補(bǔ)償光束導(dǎo)向一光電探測(cè)器;及
[0032] 將該檢測(cè)光束導(dǎo)向一第二光電探測(cè)器。
[0033] 進(jìn)一步地，在該檢測(cè)光束重新定向的步驟前，該檢測(cè)光束經(jīng)由一參考鏡反射。
[0034] 進(jìn)一步地，在該檢測(cè)光束重新定向的步驟前，該檢測(cè)光束的發(fā)射部分及該檢測(cè)光 束的透射部分經(jīng)由一部分反射鏡反射。
[0035] 進(jìn)一步地，該第一分光器包括一第一分光器和一第二分光器，該反射光束的導(dǎo)向 步驟是通過該第一分光器實(shí)現(xiàn);該補(bǔ)償光束的重新定向步驟是通過該第二分光器實(shí)現(xiàn);及 該檢測(cè)光束的重新定向步驟是通過該第一分光器實(shí)現(xiàn)。
[0036] 進(jìn)一步地，該光學(xué)檢測(cè)方法還包括:該補(bǔ)償光束經(jīng)由該分光器分割成一第一補(bǔ)償 光束及一第二補(bǔ)償光束，并將該第一補(bǔ)償光束及該第二補(bǔ)償光束重新定向。由該第一光電 探測(cè)器檢測(cè)該第一補(bǔ)償光束，并且由一第三光電探測(cè)器檢測(cè)該第二補(bǔ)償光束。該檢測(cè)光束 經(jīng)由該分光器分割成一第一檢測(cè)光束及一檢測(cè)補(bǔ)償光束，并將該第一檢測(cè)光束及該第二檢 測(cè)光束重新定向。由該第二光電探測(cè)器檢測(cè)該第一檢測(cè)光束，并且由一第四光電探測(cè)器檢 測(cè)該第二檢測(cè)光束。
[0037]相較現(xiàn)有技術(shù)，上述光學(xué)檢測(cè)裝置，將一發(fā)射光束分割成一檢測(cè)光束及一補(bǔ)償光 束，通過將該檢測(cè)光束和該補(bǔ)償光束的光路徑長(zhǎng)調(diào)整成一致，或是平衡一第一分光器、一第 二分光器或是一鏡子的波長(zhǎng)依賴特性。從而對(duì)噪聲進(jìn)行補(bǔ)償，因此該光學(xué)檢測(cè)裝置能準(zhǔn)確 檢測(cè)一目標(biāo)物反射的光束。本發(fā)明的光學(xué)檢測(cè)方法通過利用上述光學(xué)檢測(cè)裝置，從而實(shí)現(xiàn) 準(zhǔn)確檢測(cè)該目標(biāo)物的反射的光束。
【附圖說明】
[0038]本技術(shù)的實(shí)行將以例子的方式結(jié)合附圖進(jìn)行說明。
[0039]圖1是一用于檢測(cè)反射率的光學(xué)裝置的基本結(jié)構(gòu)示意圖，其中PD1表示一第一光電 探測(cè)器，PD2表不一第二光電探測(cè)器，LD表不一光源。
[0040] 圖2A-2B展示了反射率檢測(cè)的理想結(jié)果圖，其中，圖2A展示了該第一光電探測(cè)器及 該第二光電探測(cè)器檢測(cè)的功率隨時(shí)間變化的結(jié)果圖；圖2B展示了該第一光電探測(cè)器檢測(cè)的 功率對(duì)該第二光電探測(cè)器檢測(cè)的功率進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的示意圖。
[0041] 圖3A-3C展示了反射率檢測(cè)的實(shí)際結(jié)果圖。其中，圖3A展示了一分光器的反射率與 波長(zhǎng)特性的曲線圖，以及該分光器的透光率與該波長(zhǎng)特性的曲線圖；圖3B展示了該第一光 電探測(cè)器及該第二光電探測(cè)器檢測(cè)的功率隨時(shí)間變化的結(jié)果圖；圖3C展示了該第一光電探 測(cè)器檢測(cè)的功率對(duì)該第二光電探測(cè)器檢測(cè)的功率進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的示意圖。
[0042]圖4A展示了一光學(xué)檢測(cè)裝置檢測(cè)一被分析物的反射率;其中，圖4B展示了包括一 反射鏡的光學(xué)檢測(cè)裝置，以及確定具有一參考鏡存在的校準(zhǔn)。
[0043]圖5A展示了確定具有一部分反射鏡存在的一光學(xué)檢測(cè)裝置的校準(zhǔn)；圖5B展示了一 光學(xué)檢測(cè)裝置包括一用于分析一被分析物的部分反射鏡。
[0044] 圖6A展示了一光學(xué)檢測(cè)裝置，用于分析一被分析物，其中，圖6B展示了包括一反射 鏡的光學(xué)檢測(cè)裝置，以及確定具有一參考鏡存在的校準(zhǔn)。
[0045] 圖7A展示了確定具有一部分反射鏡存在的一光學(xué)檢測(cè)裝置的校準(zhǔn);其中，圖7B展 示了一光學(xué)檢測(cè)裝置包括一用于分析一被分析物的部分反射鏡。
[0046] 圖8A展示了一光學(xué)檢測(cè)裝置包括兩對(duì)用于分析一被分析物的光電探測(cè)器;其中， 圖8B展示了一光學(xué)檢測(cè)裝置包括一反射鏡及兩對(duì)光電探測(cè)器，以及確定具有一參考鏡存在 的校準(zhǔn)。
[0047]圖9A展示了確定具有一部分反射鏡存在的一光學(xué)檢測(cè)裝置的校準(zhǔn);其中，圖9B展 示了一光學(xué)檢測(cè)裝置包括一用于分析一被分析物的部分反射鏡。
[0048]圖10展不了本發(fā)明一實(shí)施例的改良結(jié)構(gòu)圖。
[0049] 圖11展示了一實(shí)施例包括具有不同角度配置組件的示意圖。
[0050] 圖12展示了一光學(xué)檢測(cè)方法的流程圖。
[00511主要元件符號(hào)說明

[0053] 如下【具體實(shí)施方式】將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
【具體實(shí)施方式】
[0054] 為了簡(jiǎn)明清楚地進(jìn)行說明，在恰當(dāng)?shù)牡胤?，相同的?biāo)號(hào)在不同圖式中被重復(fù)地用 于標(biāo)示對(duì)應(yīng)的或相類似的元件。此外，為了提供對(duì)此處所描述實(shí)施例全面深入的理解，說明 書中會(huì)提及許多特定的細(xì)節(jié)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是此處所記載的實(shí)施例也 可以不按照這些特定細(xì)節(jié)進(jìn)行操作。在其他的一些情況下，為了不使正在被描述的技術(shù)特 征混淆不清，一些方法、流程及元件并未被詳細(xì)地描述。圖式并不一定需要與實(shí)物的尺寸等 同。為了更好地說明細(xì)節(jié)及技術(shù)特征，圖式中特定部分的展示比例可能會(huì)被放大。說明書中 的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)此處所描述的實(shí)施例范圍的限定。
[0055] 現(xiàn)對(duì)適用于全文的幾個(gè)定義描述如下。
[0056]詞語"連接"，不管是直接地還是通過中間元件間接地，都不一定限制于物理性的 連接。所述連接可以是物體被永久性地連接或可拆卸地連接。詞語"光束"指的是光能量的 透射方向，并且不限于兩光學(xué)元件之間直接相連的光路。例如，從一光源到一光電探測(cè)器的 一光束，有或沒有穿過一在該光源和該光電探測(cè)器之間的分光器。該光束的方向或是該光 束的光學(xué)性質(zhì)可以通過一光學(xué)元件來改變。詞語"包括"的意思是"包括，但不限于"，特指開 放式的包含關(guān)系或者是某個(gè)組合、群組、系列等集合概念中的要素。
[0057]本發(fā)明的光學(xué)檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)一目標(biāo)物的反射光。該目標(biāo)物可以是一參考鏡 或是一被分析物。該光學(xué)檢測(cè)裝置包括一參考鏡，因此該光學(xué)檢測(cè)裝置的校準(zhǔn)可以通過將 該參考鏡作為該目標(biāo)物來實(shí)現(xiàn)。該光學(xué)檢測(cè)裝置還可以用于分析該被分析物的光學(xué)特性， 其通過聚集光束到該被分析物上并檢測(cè)該被分析物反射的光束。該被分析物的光學(xué)特性可 以是吸收度、偏振度、反射率、折射率、熒光或非彈性散射。一光學(xué)檢測(cè)裝置的原理是將一光 束聚集到一被分析物上，并檢測(cè)一作為一檢測(cè)信號(hào)的反射光的功率。該被分析物可以是化 合物的混合或是一體內(nèi)的部分生物樣品（例如是血液、皮膚、眼睛或是粘膜)或是一體外的 部分生物樣品（例如是血液、活檢樣本、尿液或糞便）。此外，該被分析物還可以是一反射鏡， 用于校準(zhǔn)該光學(xué)檢測(cè)裝置。一被分析物(例如是葡萄糖、乳酸鹽、或血紅蛋白）的特定生化成 分的存在或濃度可以通過檢測(cè)反射率來衡量。除此之外，該被分析物的某些病態(tài)可以進(jìn)一 步在體內(nèi)或體外被檢測(cè)出，例如眼睛的干性角膜結(jié)膜炎或是組織活檢的異常增生。
[0058] 如圖1所示，一光學(xué)檢測(cè)裝置的基本構(gòu)造具有一光源(表示為L(zhǎng)D)、一用于檢測(cè)的第 一光電探測(cè)器(表示為PD1)及另一用于參考基準(zhǔn)的第二光電探測(cè)器(表示為TO2)。該roi檢 測(cè)來自該光源的一光束的功率，該P(yáng)D2檢測(cè)經(jīng)由一被分析物反射的該光束的功率。該LD例如 是激光。由于激光的不穩(wěn)定，該P(yáng)D1檢測(cè)的功率會(huì)隨時(shí)間波動(dòng)。如圖2A所示，在理想的條件 下，假使該分光器的波長(zhǎng)和反射率(或透射率)之間呈線性關(guān)系，那么該P(yáng)D2檢測(cè)的功率應(yīng)該 與該roi檢測(cè)的功率相一致。因此，如圖2B所示，該P(yáng)D1檢測(cè)的功率可以將該P(yáng)D2檢測(cè)的功率 進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。其結(jié)果是功率的標(biāo)準(zhǔn)化可以推斷出該被分析物的反射率及其他光學(xué)性質(zhì)。
[0059] 然而，圖3A展示了該反射率與該波長(zhǎng)特性曲線圖及該透射率與該波長(zhǎng)特性曲線 圖，依圖可知該分光器的反射率和透射率的改變?nèi)Q于不同波長(zhǎng)的照射。如圖3B所示，該 PD2檢測(cè)的功率并非與該P(yáng)D1檢測(cè)的功率一致。因此，該P(yáng)D2檢測(cè)的功率不能被標(biāo)準(zhǔn)化，并且 從圖3C中顯示了不可預(yù)測(cè)的波動(dòng)。實(shí)際上，相較于該光源的功率，該反射光的功率相對(duì)較 小。因此，雖然噪音是該光源功率的一小部分，但是該噪音仍可能掩蓋該信號(hào)。本
【發(fā)明內(nèi)容】
公開用于補(bǔ)償該噪聲及準(zhǔn)確檢測(cè)該被分析物的反射率。
[0060] 為了清楚描述本發(fā)明，光束定義是根據(jù)相應(yīng)部件之間的定向光路來描述。在光學(xué) 線性的范圍內(nèi)，通過不同的光路或是各種光學(xué)特性，一光束可以被分解成多個(gè)光束。相反 地，幾個(gè)光束可以被疊加為一個(gè)光束，其可作為共享的光路。
[0061] 一光學(xué)檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)一被分析物的光學(xué)性質(zhì)。該光學(xué)檢測(cè)裝置包括一光源、 一分光器、一第一光電探測(cè)器及一第二光電探測(cè)器。該光源發(fā)射出一到達(dá)該分光器的發(fā)射 光束。該發(fā)射光束經(jīng)由該分光器分割成一補(bǔ)償光束和一檢測(cè)光束。該補(bǔ)償光束由該分光器 導(dǎo)向該第一光電探測(cè)器。該檢測(cè)光束由該分光器導(dǎo)向一被分析物，再由該分光器導(dǎo)向該第 二光電探測(cè)器。在本實(shí)施例中，該分光器是第一分光器。
[0062] 該光學(xué)檢測(cè)裝置還包括一部分反射鏡。檢測(cè)光束的透射部分是通過該部分反射鏡 進(jìn)行透射的。該檢測(cè)光束經(jīng)該被分析物反射后，通過該部分反射鏡透射并由該分光器改變 方向。該檢測(cè)光束的反射部分是通過該部分反射鏡反射的，并由該分光器改變方向。最后， 該檢測(cè)光束包括該檢測(cè)光束的透射部分及被該第二光電探測(cè)器檢測(cè)的檢測(cè)光束的反射部 分。
[0063] 該光學(xué)檢測(cè)裝置進(jìn)一步包括一第三光電探測(cè)器和一第四光電探測(cè)器。在本實(shí)施例 中，一第一補(bǔ)償光束由該第一光電探測(cè)器檢測(cè)，一第二補(bǔ)償光束由該第三光電探測(cè)器檢測(cè)； 一第一檢測(cè)光束由該第二光電探測(cè)器檢測(cè)，一第二檢測(cè)光束由該第四光電探測(cè)器檢測(cè)。 [0064]為了證明本發(fā)明的原理，由圖6A和圖6B來說明實(shí)施例。該補(bǔ)償光束的光功率由該 第一光電探測(cè)器51進(jìn)行檢測(cè)，并表示為P1=P0*R1*M1*T1，其中，P0表示由該光源30發(fā)射出 的發(fā)射光束的總功率;R1表不該第一分光器41的反射率;Ml表不該第一反射鏡61的反射率； T1表不該第一分光器41的透射率。如圖6B所不，在校準(zhǔn)過程中，該被分析物為一參考鏡71。 該檢測(cè)光束的光功率由該第二光電探測(cè)器52進(jìn)行檢測(cè)，并表示為Pr = P0*Tl*Rr*Rl，其中， Rr表示該參考鏡71的反射率。在校準(zhǔn)過程中，該檢測(cè)光束的標(biāo)準(zhǔn)化功率表示為Pc = Pr/Pl = Rr/Ml，其中該Rr、Ml及Pc是已知常數(shù)。因此，該光學(xué)檢測(cè)裝置的對(duì)準(zhǔn)和校準(zhǔn)可以被確定。如 圖6A所示，該參考鏡71在校準(zhǔn)完后被移走，并且一被分析物99的檢測(cè)可以通過一檢測(cè)光束 和一補(bǔ)償光束來實(shí)現(xiàn)。該檢測(cè)光束的功率由該第二光電探測(cè)器52進(jìn)行檢測(cè)，并表示為Pm = P0*T1*F*R1，其中F表示一被分析物99的反射率。該檢測(cè)光束的標(biāo)準(zhǔn)化功率表示為Pn = Pm/ P1=F/M1。常數(shù)M1、F可以計(jì)算出Pn。其結(jié)果是，通過對(duì)本發(fā)明公開的噪音進(jìn)行補(bǔ)償，從而實(shí) 現(xiàn)精準(zhǔn)檢測(cè)?？深A(yù)期地，在不背離本發(fā)明范圍的前提下，本發(fā)明公開的其他實(shí)施例可以一 致。
[0065] -光學(xué)檢測(cè)裝置包括一光源、一第一分光器、一第二分光器、一第一光電探測(cè)器及 一第二光電探測(cè)器。其中，該第一分光器及該第二分光器的部分波長(zhǎng)依賴特性是相同的。該 光學(xué)檢測(cè)裝置還包括一參考鏡和一部分反射鏡。
[0066] 可以理解的，該光學(xué)檢測(cè)裝置還可以進(jìn)一步包括一微處理器（圖中未示），該微處 理器用于計(jì)算該檢測(cè)光束的標(biāo)準(zhǔn)化功率。
[0067] -光源，用于產(chǎn)生一發(fā)射光束。該光源可以是相干光源。該相干光源可以是一氣體 激光器(例如是氦氖激光器、二氧化碳激光器、一氧化碳激光器、氬離子激光器、銅蒸氣激光 器、或溴化銅蒸氣激光器)或是一激光二極管。該光源還可以是一發(fā)光二極管(LED)、一有機(jī) 發(fā)光二極管(0LED)、或其他非相干光源。該光源可以包括一發(fā)光組件或者是多種發(fā)光組件 的組合。可預(yù)期地，該光源還可以包括一光學(xué)元件，該光學(xué)元件例如是一帶通濾波器、一偏 振器、一準(zhǔn)直器或其組合。該光學(xué)元件用來改變發(fā)射光束的光學(xué)性質(zhì)。在本發(fā)明中，該光源 是電磁輻射，具有從紫外線，可見光，到紅外線區(qū)域的波長(zhǎng)。
[0068] -光電探測(cè)器，用于檢測(cè)一具有特定光學(xué)性質(zhì)的光束功率。該光電探測(cè)器將電磁 輻射能量轉(zhuǎn)換為光電流，且還可以被一光電二極管光電晶體管，一光敏電阻，一光電倍增 管，或一金屬氧化物半導(dǎo)體(M0S)轉(zhuǎn)換成光電流。此外，該光電探測(cè)器還包括一維性陣列或 是一電荷耦合裝置(CCD)或者互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)的二維陣列。可預(yù)期地，為了處 理信號(hào)更方便，該光電探測(cè)器進(jìn)一步包括一放大器，和/或模數(shù)轉(zhuǎn)換器。為了接收一具有特 定光學(xué)性質(zhì)的光束，該光電探測(cè)器還可以進(jìn)一步包括一光學(xué)元件。該光學(xué)元件例如是一帶 通濾波器或是一偏振器。
[0069] -分光器能分割一光束并指導(dǎo)該分割光束成兩個(gè)方向。該分光器根據(jù)光學(xué)特性， 例如是波長(zhǎng)、偏振或是中性劃分一定比例，把光束分割成兩個(gè)方向。例如，該分光器可以是 偏振分光器，其能夠?qū)⒁还馐指畛刹煌竦膬晒馐?。在其他?shí)施例中，該分光器還可以 是一個(gè)二向分光器，其依據(jù)光譜分離光束。該分光器還可配置成不同類型，例如配置成薄膜 型或圓點(diǎn)類型。此外，該分光器的結(jié)構(gòu)可以是透鏡、鏡子或者棱鏡。通常情況下，該分光器的 透射率和反射率隨該入射光波長(zhǎng)變化而變化的函數(shù)，其被稱之為波長(zhǎng)依賴特性。該波長(zhǎng)依 賴特性包括該透射函數(shù)和該反射函數(shù)。通常，在任意波長(zhǎng)的光束照射下，該透射率和該反射 率之和大約等于一。優(yōu)選的，該光學(xué)檢測(cè)裝置中的分光器具有相同的波長(zhǎng)依賴特性?？深A(yù)期 地，該波長(zhǎng)依賴特性在該發(fā)射光束漂移的波長(zhǎng)范圍內(nèi)至少是相同的。
[0070] 在本公開中，該分光器還用于對(duì)該光束重新定向。一第一光路是該光源和該第一 光電探測(cè)器之間的連接光路，一第二光路是該光源和該第二光探測(cè)器之間的連接光路。具 體地，"重新定向"術(shù)語是指在該第一光路和該第二光路對(duì)該光束的平衡。
[0071 ] 該光學(xué)檢測(cè)裝置包括一第一分光器和一第二分光器。該第一分光器和該第二分光 器在該第一光路的透射量等于該第一分光器在該第二光路的透射量。該第一分光器和該第 二分光器在該第一光路的反射量等于該第一分光器在該第二光路的反射量。當(dāng)該第一分光 器通過透射或反射對(duì)在該第一光路的光束進(jìn)行導(dǎo)向后，該第二分光器可以通過透射或反射 對(duì)在該第一光路的光束重新定向。例如，當(dāng)該補(bǔ)償光束透射該第一分光器時(shí)，該第二分光器 用于反射該補(bǔ)償光束;或是當(dāng)該補(bǔ)償光束被該第一分光器反射時(shí)，該第二分光器則用于透 射該補(bǔ)償光束。
[0072] 該光學(xué)檢測(cè)裝置包括一第一分光器和一第一鏡子。該第一分光器在該第一光路的 透射量等于該第一分光器在該第二光路的透射量;該第一分光器在該第一光路的反射量等 于該第一分光器在該第二光路的反射量。例如，當(dāng)該補(bǔ)償光束經(jīng)由該第一分光器透射并經(jīng) 由該第一鏡子反射時(shí)，該第一分光器用于反射該補(bǔ)償光束;或是當(dāng)該補(bǔ)償光束經(jīng)由該第一 分光器反射及經(jīng)由該第一鏡子反射時(shí)，該第一分光器則用于透射該補(bǔ)償光束。
[0073] 該光學(xué)檢測(cè)裝置進(jìn)一步包括一第三光電探測(cè)器、一第四光電探測(cè)器、一第二鏡子 及一第三鏡子。類似地，一第三光路是該光源和該第三光電探測(cè)器之間的連接光路，一第四 光路是該光源與該第四光電探測(cè)器之間的連接光路。該第一分光器在該第三光路的透射量 等于該第一分光器在該第四光路的透射量;該第一分光器在該第三光路的反射量等于該第 一分光器在該第四光路的反射量。
[0074] -反射鏡用于確定一被分析物在檢測(cè)前的默認(rèn)校準(zhǔn)。該反射鏡可以通過該波長(zhǎng)與 反射率之間的線性關(guān)系來配置，或是在確定的入射光波長(zhǎng)范圍內(nèi)通過對(duì)恒定反射率來配 置。因此，用戶可以確保該光學(xué)檢測(cè)裝置已很好地被校準(zhǔn)以及該光學(xué)檢測(cè)裝置的評(píng)估結(jié)果 與該反射鏡的已知反射率相一致。在一些實(shí)施例中，該反射鏡可以是一部分反射鏡，其允許 一入射光束部分反射及該入射光束在該部分反射鏡的一側(cè)部分透射，并且允許其從對(duì)應(yīng)的 另一側(cè)透射。例如，該部分反射鏡反射的檢測(cè)光束的反射部分，及透射該檢測(cè)光束的透射部 分。在沒有移走該部分反射鏡的狀態(tài)下，該光學(xué)檢測(cè)裝置能夠利用該部分反射鏡進(jìn)行校準(zhǔn)。 在該被分析物前面沒有放置該部分反射鏡，從該部分反射鏡外邊反射的并到達(dá)該第二光電 探測(cè)器的檢測(cè)光束，其功率可以小到被忽略?？梢栽O(shè)想地，該部分反射鏡可以用一具有部分 反射涂層的鏡子或是玻璃板來制備。
[0075] -光學(xué)檢測(cè)裝置包括一光源、一第一分光器、一第二分光器、一第一光電檢探測(cè)器 及一第二光探測(cè)器。該光源產(chǎn)生一發(fā)射光束之該第一分光器。該第一分光器將該發(fā)射光束 分割成一補(bǔ)償光束和一檢測(cè)光束。該第一分光器將該補(bǔ)償光束導(dǎo)向該第二分光器;且該第 一分光器還能夠?qū)⒃摍z測(cè)光束導(dǎo)向一被分析物。該第二分光器將該補(bǔ)償光束從該第一分光 器重新定向至該第一光探測(cè)器。該第一分光器將該檢測(cè)光束從該被分析物重新定向至該第 二光探測(cè)器。該第一光探測(cè)器接收經(jīng)由該第二分光器重新定向的補(bǔ)償光束。該第二光探測(cè) 器接收經(jīng)由該第一分光器重新定向的檢測(cè)光束。
[0076] 一實(shí)施例如圖4A所示，一光學(xué)檢測(cè)裝置包括一光源30、一第一分光器41、一第二分 光器42、一第一光電探測(cè)器51及一第二光探測(cè)器52。該光源30產(chǎn)生一入射光束至該第一分 光器41。該第一分光器41將該入射光束分割成一補(bǔ)償光束和一檢測(cè)光束。該第一分光器41 通過反射將該補(bǔ)償光束重新定向至該第二分光器42，并且通過透射將該檢測(cè)光束重新定向 至一被分析物99。隨后，該第二分光器42通過透射將該補(bǔ)償光束重新定向至該第一光電探 測(cè)器51，并且通過該第一光電探測(cè)器51檢測(cè)該補(bǔ)償光束。該第一分光器將經(jīng)該被分析物99 反射的檢測(cè)光束重新定向，并且通過該第二光電探測(cè)器52檢測(cè)該檢測(cè)光束。
[0077] 一實(shí)施例如圖4B所示，一光學(xué)檢測(cè)裝置包括一光源30、一第一分光器41、一第二分 光器42、一第一光電探測(cè)器51、一第二光探測(cè)器52及一參考鏡71。該光源30產(chǎn)生一入射光束 至該第一分光器41。該第一分光器41將入射光束分割成一補(bǔ)償光束和一檢測(cè)光束。該第一 分光器41通過反射將該補(bǔ)償光束重新定向至該第二分光器42,并且通過透射將該檢測(cè)光束 重新定向至該參考鏡71。隨后，該第二分光器42通過透射將該補(bǔ)償光束重新定向至該第一 光電探測(cè)器51，并且通過該第一光電探測(cè)器51檢測(cè)該補(bǔ)償光束。該第一分光器41通過反射 將該參考鏡71反射的檢測(cè)光束重新定向。該第二光電探測(cè)器52檢測(cè)經(jīng)該第一分光器41重新 定向的檢測(cè)光束。
[0078] 一實(shí)施例如圖5A所示，一光學(xué)檢測(cè)裝置包括一光源30、第一分光器41、一第二分光 器42、一第一光電探測(cè)器51、一第二光探測(cè)器52及一部分反射鏡72。該光源30產(chǎn)生一入射光 束至該第一分光器41。該第一分光器41將入射光束分割成一補(bǔ)償光束和一檢測(cè)光束。該第 一分光器41通過反射將該補(bǔ)償光束重新定向至該第二分光器42,并且通過透射將該檢測(cè)光 束重新定向至該部分反射鏡72。隨后，該第二分光器42通過透射將該補(bǔ)償光束重新定向至 該第一光電探測(cè)器51。該第一光電探測(cè)器51檢測(cè)經(jīng)該第二分光器42重新定向的補(bǔ)償光束。 該部分反射鏡72將該檢測(cè)光束的反射部分反射至該第一分光器41，并且將該檢測(cè)光束的透 射部分透射至該部分反射鏡72。該第一分光器41通過反射將該檢測(cè)光束的反射部分重新定 向。該第二光電探測(cè)器52檢測(cè)經(jīng)該第一分光器41重新定向的檢測(cè)光束。在校準(zhǔn)過程中，經(jīng)一 被分析物反射的檢測(cè)光束的透射部分，其功率可以小到被忽略。
[0079] 一實(shí)施例如圖5B所示，該光學(xué)檢測(cè)裝置用于檢測(cè)一被分析物99。該被分析物99位 于該部分反射鏡72的前面，該檢測(cè)光束經(jīng)由該被分析物99反射后返回至該第一分光器41， 并且經(jīng)由該第二光電探測(cè)器52進(jìn)行檢測(cè)。該光源30產(chǎn)生一入射光束至該第一分光器41。該 第一分光器41將入射光束分割成一補(bǔ)償光束和一檢測(cè)光束。該第一分光器41通過反射將該 補(bǔ)償光束重新定向至該第二分光器42,并且通過透射將該檢測(cè)光束重新定向至該部分反射 鏡72。該第二分光器42通過透射將該補(bǔ)償光束重新定向至該第一光電探測(cè)器51。該第一光 電探測(cè)器51檢測(cè)經(jīng)該第二分光器42重新定向的補(bǔ)償光束。該部分反射鏡72將該檢測(cè)光束的 反射部分反射至該第一分光器41，并且將該檢測(cè)光束的透射部分透射至該被分析物99。該 第一分光器41將該檢測(cè)光束重新定向，其中該檢測(cè)光束包括經(jīng)該部分反射鏡72反射的檢測(cè) 光束的反射部分及經(jīng)一被分析物反射的檢測(cè)光束的透射部分。該第二光電探測(cè)器52檢測(cè)經(jīng) 該第一分光器41重新定向的檢測(cè)光束。
[0080] -光學(xué)檢測(cè)裝置包括一光源、一第一分光器、一第一光電探測(cè)器、一第二光電探測(cè) 器及一鏡子。該鏡子用于反射具有一定波長(zhǎng)范圍的入射光，其中該波長(zhǎng)例如是具有從紫外 線、可見光、近紅外或遠(yuǎn)紅外區(qū)域的波長(zhǎng);經(jīng)該第一鏡子反射的反射光，其能保留該入射光 的大部分或最大部分光學(xué)特性(例如是波長(zhǎng)、極化或強(qiáng)度）。該鏡子可以被制成固態(tài)金屬(例 如是青銅或銀)板，或是被制成具有銀、鋁、金或介電涂層的板。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中， 該光學(xué)檢測(cè)裝置還可以包括多個(gè)鏡子，且這些鏡子在波長(zhǎng)和反射率之間具有相同的線性關(guān) 系，或者在一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有不同可檢測(cè)的反射率。
[0081] 一實(shí)施例如圖6A所示，一光學(xué)檢測(cè)裝置包括一光源30、一第一分光器41、一第一光 電探測(cè)器51、一第二光電探測(cè)器52及一第一鏡子61。該光源30產(chǎn)生一入射光束至該第一分 光器41。該第一分光器41將入射光束分割成一補(bǔ)償光束和一檢測(cè)光束。該第一分光器41通 過反射將該補(bǔ)償光束重新定向至該第一鏡子61，并且通過透射將該檢測(cè)光束重新定向至一 被分析物99。該第一鏡子61反射該補(bǔ)償光束至該第一分光器41。該第一分光器41通過透射 將該補(bǔ)償光束重新定向至該第一光電探測(cè)器51。該第一光電探測(cè)器51檢測(cè)經(jīng)由該第一分光 器41重新定向的補(bǔ)償光束。該第一分光器41將經(jīng)由該被分析物99反射的檢測(cè)光束重新定 向。該第二光電探測(cè)器52檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器41重新定向的檢測(cè)光束。
[0082] 一實(shí)施例如圖6B所示，一光學(xué)檢測(cè)裝置包括一光源30、一第一分光器41、一第一光 電探測(cè)器51、一第二光電探測(cè)器52、一第一鏡子61及一參考鏡71。在校準(zhǔn)確定后，該參考鏡 71可以被移開。該光源30產(chǎn)生一入射光束至該第一分光器41。該第一分光器41將入射光束 分割成一補(bǔ)償光束和一檢測(cè)光束。該第一分光器41通過反射將該補(bǔ)償光束重新定向至該第 一鏡子61，并且通過透射將該檢測(cè)光束重新定向至該參考鏡71。該第一鏡子61反射該補(bǔ)償 光束之該第一分光器41。該第一分光器41通過透射將該補(bǔ)償光束重新定向至該第一光電探 測(cè)器51。該第一光電探測(cè)器51檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器41重新定向的補(bǔ)償光束。該第一分光 器41將經(jīng)由該參考鏡71反射的檢測(cè)光束重新定向。該第二光電探測(cè)器52檢測(cè)經(jīng)由該第一分 光器41重新定向的檢測(cè)光束?？深A(yù)期地，在該第一分光器41重新定向后與該第二光電探測(cè) 器52檢測(cè)之間可放置一第二鏡子62用于平衡該第一鏡子61的波長(zhǎng)依賴特性，或?qū)⒃摰诙?路與該第一光路的光路徑長(zhǎng)調(diào)整成一致。
[0083] 一實(shí)施例如圖7A所示，一光學(xué)檢測(cè)裝置包括一光源30、一第一分光器41、一第一光 電探測(cè)器51、一第二光電探測(cè)器52、一第一鏡子61及一部分反射鏡72。該光源30產(chǎn)生一入射 光束至該第一分光器41。該第一分光器41將入射光束分割成一補(bǔ)償光束和一檢測(cè)光束。該 第一分光器41通過反射將該補(bǔ)償光束重新定向至該第一鏡子61，并且通過透射將該檢測(cè)光 束重新定向至該部分反射鏡72。該第一鏡子61反射該補(bǔ)償光束之該第一分光器41。該第一 分光器41通過透射將該補(bǔ)償光束重新定向至該第一光電探測(cè)器51。該第一光電探測(cè)器51檢 測(cè)經(jīng)由該第一分光器41重新定向的補(bǔ)償光束。該部分反射鏡72將該檢測(cè)光束的反射部分反 射至該第一分光器41，并且將該檢測(cè)光束的透射部分透射至該部分反射鏡72的外邊。該第 一分光器41將經(jīng)由該部分反射鏡72反射的檢測(cè)光束重新定向。該第二光電探測(cè)器52檢測(cè)經(jīng) 由該第一分光器41重新定向的檢測(cè)光束。
[0084] 一實(shí)施例如圖7B所示，該光學(xué)檢測(cè)裝置用于檢測(cè)一被分析物99。該被分析物99位 于該部分反射鏡72的前面，該檢測(cè)光束經(jīng)該被分析物99反射后返回至該第一分光器41，并 且經(jīng)由該第二光電探測(cè)器52進(jìn)行檢測(cè)。該光源30產(chǎn)生一入射光束至該第一分光器41。該第 一分光器41將入射光束分割成一補(bǔ)償光束和一檢測(cè)光束。該第一分光器41通過反射將該補(bǔ) 償光束重新定向至該第一鏡子61，并且通過透射將該檢測(cè)光束重新定向至該部分反射鏡 72。該第一鏡子61將該補(bǔ)償光束反射至該第一分光器41。該第一分光器41通過透射將該補(bǔ) 償光束重新定向至該第一光電探測(cè)器51。該第一光電探測(cè)器51檢測(cè)經(jīng)該第一分光器41重新 定向的補(bǔ)償光束。該部分反射鏡72將該檢測(cè)光束的反射部分反射至該第一分光器41，并且 將該檢測(cè)光束的透射部分透射至一被分析物99。該第一分光器41將該檢測(cè)光束重新定向， 其中該檢測(cè)光束包括經(jīng)該部分反射鏡72反射的檢測(cè)光束的反射部分及經(jīng)該被分析物反射 的檢測(cè)光束的透射部分。該第二光電探測(cè)器52檢測(cè)經(jīng)該第一分光器41重新定向的檢測(cè)光 束。
[0085]為了檢測(cè)兩個(gè)不同的光學(xué)特性，一光學(xué)檢測(cè)裝置可具有兩個(gè)用于檢測(cè)的光電探測(cè) 器且每一相應(yīng)的光電探測(cè)器用來補(bǔ)償該噪聲。
[0086] 一實(shí)施例如圖8A所示，一光學(xué)檢測(cè)裝置包括一光源30、一第一分光器41、一第一光 電探測(cè)器51、一第二光電探測(cè)器52、一第三光電探測(cè)器53、一第四光電探測(cè)器54、一第一鏡 子61、一第二鏡子62及一第三鏡子63。該光源30產(chǎn)生一入射光束至該第一分光器41。該第一 分光器41將入射光束分割成一補(bǔ)償光束和一檢測(cè)光束。該第一分光器41通過反射將該補(bǔ)償 光束重新定向至該第一鏡子61，并且通過透射將該檢測(cè)光束重新定向至一分析物99。該第 一鏡子61將該補(bǔ)償光束反射至該第一分光器41。該第一分光器41通過透射將該補(bǔ)償光束重 新定向至該第二鏡子62。該第二鏡子62將來自該第一分光器41的補(bǔ)償光束反射回至該第一 分光器41。該第一分光器41將該補(bǔ)償光束分割成一第一補(bǔ)償光束及一第二補(bǔ)償光束。該第 一分光器41通過透射將該第一補(bǔ)償光束導(dǎo)向至該第一光電探測(cè)器51，且通過反射將該第二 補(bǔ)償光束重新定向至該第三光電探測(cè)器53。該第一光電探測(cè)器51檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器41 重新定向的第一補(bǔ)償光束。該第三光電探測(cè)器53檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器41重新定向的第二 補(bǔ)償光束。該第一分光器41將經(jīng)由該被分析物99反射的檢測(cè)光束重新定向。該第三鏡子63 將來自該第一分光器41的檢測(cè)光束反射回至該第一分光器41。該第一分光器41將該檢測(cè)光 束分割成一第一檢測(cè)光束及一第二檢測(cè)光束。該第一分光器41通過透射將該第一檢測(cè)光束 重新定向至該第二光電探測(cè)器52,并且通過反射將該第二檢測(cè)光束重新定向至該第四光電 探測(cè)器54。該第二光電探測(cè)器52檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器41重新定向的第一檢測(cè)光束。該第 四光電檢測(cè)器54檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器41重新定向的第二檢測(cè)光束。
[0087] 一實(shí)施例如圖8B所示，一光學(xué)檢測(cè)裝置包括一光源30、一第一分光器41、一第一光 電探測(cè)器51、一第二光電探測(cè)器52、一第三光電探測(cè)器53、一第四光電探測(cè)器54、一第一鏡 子61、一第二鏡子62、一第三鏡子63及一參考鏡71。在校準(zhǔn)確定后，該參考鏡71可以被移開。 該光源30產(chǎn)生一入射光束至該第一分光器41。該第一分光器41將入射光束分割成一補(bǔ)償光 束和一檢測(cè)光束。該第一分光器41通過反射將該補(bǔ)償光束重新定向至該第一鏡子61，并且 通過透射將該檢測(cè)光束重新定向至一分析物99。該第一鏡子61將該補(bǔ)償光束反射至該第一 分光器41。該第一分光器41通過透射將該補(bǔ)償光束重新定向至該第二鏡子62。該第二鏡子 62將來自該第一分光器41的補(bǔ)償光束反射回至該第一分光器41。該第一分光器41將該補(bǔ)償 光束分割成一第一補(bǔ)償光束及一第二補(bǔ)償光束。該第一分光器41通過透射將該第一補(bǔ)償光 束重新定向至該第一光電探測(cè)器51，且通過反射將該第二補(bǔ)償光束重新定向至該第三光電 探測(cè)器53。該第一光電探測(cè)器51檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器41重新定向的第一補(bǔ)償光束。該第 三光電探測(cè)器53檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器41重新定向的第二補(bǔ)償光束。該第一分光器41將經(jīng) 由該被分析物99反射的檢測(cè)光束重新定向。該第三鏡子63將來自該第一分光器41的檢測(cè)光 束反射回至該第一分光器41。該第一分光器41將該檢測(cè)光束分割成一第一檢測(cè)光束及一第 二檢測(cè)光束。該第一分光器41通過透射將該第一檢測(cè)光束重新定向至該第二光電探測(cè)器 52,并且通過反射將該第二檢測(cè)光束重新定向至該第四光電探測(cè)器54。該第二光電探測(cè)器 52檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器41重新定向的第一檢測(cè)光束。該第四光電檢測(cè)器54檢測(cè)經(jīng)由該第 一分光器41重新定向的第二檢測(cè)光束。
[0088] 一實(shí)施例如圖9A所示，一光學(xué)檢測(cè)裝置包括一光源30、一第一分光器41、一第一光 電探測(cè)器51、一第二光電探測(cè)器52、一第三光電探測(cè)器53、一第四光電探測(cè)器54、一第一鏡 子61、一第二鏡子62、一第三鏡子63及一部分反射鏡72。該光源30產(chǎn)生一入射光束至該第一 分光器41。該第一分光器41將入射光束分割成一補(bǔ)償光束和一檢測(cè)光束。該第一分光器41 通過反射將該補(bǔ)償光束重新定向至該第一鏡子61，并且通過透射將該檢測(cè)光束重新定向至 該部分反射鏡72。該第一鏡子61將該補(bǔ)償光束反射至該第一分光器41。該第一分光器41通 過透射將該補(bǔ)償光束重新定向至該第二鏡子62。該第二鏡子62將來自該第一分光器41的補(bǔ) 償光束反射回至該第一分光器41。該第一分光器41將該補(bǔ)償光束分割成一第一補(bǔ)償光束及 一第二補(bǔ)償光束。該第一分光器41通過透射將該第一補(bǔ)償光束重新定向至該第一光電探測(cè) 器51，且通過反射將該第二補(bǔ)償光束重新定向至該第三光電探測(cè)器53。該第一光電探測(cè)器 51檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器41重新定向的第一補(bǔ)償光束。該第三光電探測(cè)器53檢測(cè)經(jīng)由該第 一分光器41重新定向的第二補(bǔ)償光束。該部分反射鏡72將該檢測(cè)光束的反射部分反射至該 第一分光器41，且將該檢測(cè)光束的透射部分透射至該部分反射鏡72的外邊。該第三鏡子63 將來自該第一分光器41的檢測(cè)光束反射回至該第一分光器41。該第一分光器41將該檢測(cè)光 束分割成一第一檢測(cè)光束及一第二檢測(cè)光束。該第一分光器41通過透射將該第一檢測(cè)光束 重新定向至該第二光電探測(cè)器52,并且通過反射將該第二檢測(cè)光束重新定向至該第四光電 探測(cè)器54。該第二光電探測(cè)器52檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器41重新定向的第一檢測(cè)光束。該第 四光電檢測(cè)器54檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器41重新定向的第二檢測(cè)光束。
[0089] 一實(shí)施例如圖9B所示，一光學(xué)檢測(cè)裝置包括一光源30、一第一分光器41、一第一光 電探測(cè)器51、一第二光電探測(cè)器52、一第三光電探測(cè)器53、一第四光電探測(cè)器54、一第一鏡 子61、一第二鏡子62、一第三鏡子63及一部分反射鏡72。該光源30產(chǎn)生一入射光束至該第一 分光器41。該第一分光器41將入射光束分割成一補(bǔ)償光束和一檢測(cè)光束。該第一分光器41 通過反射將該補(bǔ)償光束重新定向至該第一鏡子61，并且通過透射將該檢測(cè)光束重新定向至 該部分反射鏡72。該第一鏡子61將該補(bǔ)償光束反射至該第一分光器41。該第一分光器41通 過透射將該補(bǔ)償光束重新定向至該第二鏡子62。該第二鏡子62將來自該第一分光器41的補(bǔ) 償光束反射回至該第一分光器41。該第一分光器41將該補(bǔ)償光束分割成一第一補(bǔ)償光束及 一第二補(bǔ)償光束。該第一分光器41通過透射將該第一補(bǔ)償光束導(dǎo)向至該第一光電探測(cè)器 51，且通過反射將該第二補(bǔ)償光束重新定向至該第三光電探測(cè)器53。該第一光電探測(cè)器51 檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器41重新定向的第一補(bǔ)償光束。該第三光電探測(cè)器53檢測(cè)經(jīng)由該第一 分光器41重新定向的第二補(bǔ)償光束。該部分反射鏡72將該檢測(cè)光束的反射部分反射至該第 一分光器41，且將該檢測(cè)光束的透射部分透射至一分析物99。該第一分光器41將該檢測(cè)光 束重新定向，其中該檢測(cè)光束包括經(jīng)該部分反射鏡72反射的檢測(cè)光束的反射部分及經(jīng)該被 分析物反射的檢測(cè)光束的透射部分。該第三鏡子63將來自該第一分光器41的檢測(cè)光束反射 回至該第一分光器41。該第一分光器41將該檢測(cè)光束分割成一第一檢測(cè)光束及一第二檢測(cè) 光束。該第一分光器41通過透射將該第一檢測(cè)光束重新定向至該第二光電探測(cè)器52,并且 通過反射將該第二檢測(cè)光束重新定向至該第四光電探測(cè)器54。該第二光電探測(cè)器52檢測(cè)經(jīng) 由該第一分光器41重新定向的第一檢測(cè)光束。該第四光電檢測(cè)器54檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器 41重新定向的第二檢測(cè)光束。
[0090]可預(yù)期地，一光學(xué)檢測(cè)裝置還可以包括如上述所有實(shí)施例中提到的相同元件，但 該元件的布局具有替代空間?；谔娲季郑摴鈱W(xué)檢測(cè)裝置的光束可以具有相應(yīng)的替代 光路，以實(shí)現(xiàn)前面所述實(shí)施例的相同結(jié)果。一實(shí)施例如圖10所示，一個(gè)光學(xué)檢測(cè)裝置包括一 光源30，一第一分束器41，一第一光電探測(cè)器51，一第二光電探測(cè)器52及一第一鏡子61。該 光源30產(chǎn)生一入射光束至該第一分光器41。該第一分光器41將入射光束分割成一補(bǔ)償光束 和一檢測(cè)光束。該第一分光器41通過透射將該補(bǔ)償光束重新定向至該第一鏡子61，并且通 過反射將該檢測(cè)光束重新定向至該參考鏡71。該第一鏡子61將該補(bǔ)償光束反射至該第一分 光器41。該第一分光器41通過反射將該補(bǔ)償光束重新定向至該第一光電探測(cè)器51。該第一 光電探測(cè)器51檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器41重新定向的補(bǔ)償光束。該第一分光器41通過透射將 經(jīng)由該參考鏡71反射的檢測(cè)光束重新定向。該第二光電探測(cè)器52檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器重 新定向的檢測(cè)光束。
[0091] 該補(bǔ)償光束的光功率通過該第一光電探測(cè)器51進(jìn)行檢測(cè)，并表示為P1 = P0*T1* M1*R1。在具有一參考鏡71進(jìn)行校準(zhǔn)的過程中，該檢測(cè)光束通過該第二光電檢測(cè)器52進(jìn)行檢 測(cè)，并表示為Pr = P0*Rl*Rr*Tl。該檢測(cè)光束的標(biāo)準(zhǔn)化功率被表示為Pc = Pr/Pl =Rr/Ml。在 檢測(cè)過程中，該參考鏡71被移走。同樣地，經(jīng)由該第二光電探測(cè)器52檢測(cè)該檢測(cè)光束的功率 被表示為Pm = P0*Rl*F*Tl。因此，該檢測(cè)光束的標(biāo)準(zhǔn)化功率被表示為Pn = Pm/Pl =F/M1。其 結(jié)果是，噪聲補(bǔ)償仍然是通過改良相同元件的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)?？深A(yù)期地，在不背離本發(fā)明范圍 的前提下，其他實(shí)施例可以適當(dāng)修改。
[0092] 本發(fā)明還可以具有多種入射角的不同構(gòu)造。該透射率與波長(zhǎng)特性曲線圖可取決于 該入射角。然而，在大多數(shù)情況下變化是可以被容忍。該入射角(α)，被定義為一光束(例如 是補(bǔ)償光束或是檢測(cè)光束)和一在該入射點(diǎn)垂直于該分光器的線之間的角度。即使上述所 有實(shí)施例中都展示45度的入射角，可預(yù)期地，該入射角還可以從0到90度之間改變(不包括0 度和90度）。此外，該入射角還可能在某一實(shí)施例中不完全相同。一實(shí)施例如圖11所示，α?和 α3是完全相同的，然而該α?和α2可以不相同，只要在該α?處的透射率與在該α2處的透射率 大約相同。具體地，該檢測(cè)光束的標(biāo)準(zhǔn)化功率被表示為Pc = pr/Pl = (P〇*Tal*Rr*Ra3)/(PO* Ral*Ml*Ta2)，其中該Tal表示為在該al處的透射率;該Ra3表示為在該a3處的反射率;該Ral 表示為在該al處的反射率;及該Ta2表示為在該a2處的透射率。顯然，當(dāng)al=a3時(shí)，Pc=(Rr* Tal)/(Ml*Ta2)，并且假使在該al處的透射率(Tal)與該在該a3處的透射率(Ta2)大約相同 或在一定波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)成比例，該噪聲補(bǔ)償仍然能實(shí)現(xiàn)。同樣地，在本發(fā)明的框架下，上述實(shí) 施例中的入射角還可以有各種調(diào)整。
[0093] 如圖12所示，展示了一光學(xué)檢測(cè)方法的流程圖。該光學(xué)檢測(cè)方法包括如下步驟：
[0094] 1201、產(chǎn)生一發(fā)射光束；
[0095] 1202、將該發(fā)射光束分割成一補(bǔ)償光束和一檢測(cè)光束；
[0096] 1213、該檢測(cè)光束重新定向；
[0097] 1223、該補(bǔ)償光束重新定向；
[0098] 1214、檢測(cè)該檢測(cè)光束；
[0099] 1224、檢測(cè)該補(bǔ)償光束;及
[0100] 1205、計(jì)算該標(biāo)準(zhǔn)化功率。
[0101] 該步驟1201通過一光源來實(shí)現(xiàn)。該步驟1202通過一分光器來實(shí)現(xiàn)，其中該分光器 為一第一分光器。該步驟1213及該步驟1223通過該分光器來實(shí)現(xiàn)。該步驟1214通過一第一 光電探測(cè)器51來實(shí)現(xiàn)。該步驟1205通過一微處理器來實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)施例中，該分光器包括一 第一分光器和一第二分光器。該步驟1202通過該第一分光器來實(shí)現(xiàn)。該步驟1213通過該第 一分光器來實(shí)現(xiàn)。該步驟1223通過該第二分光器來實(shí)現(xiàn)。
[0102]如上面所顯示和描述的實(shí)施例僅為舉例。許多細(xì)節(jié)例如其他特征常在本技術(shù)領(lǐng)域 找到。盡管本技術(shù)的許多特征和優(yōu)點(diǎn)以及本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)節(jié)已在前面的描述中被 闡述，本公開僅僅是說明性的，并且可以改變細(xì)節(jié)，包括形狀和元件排列，在本公開的原理 范圍內(nèi)，并且包括通過在權(quán)利要求中使用的術(shù)語的廣義含義建立的全部范圍。因此，可以理 解，上述實(shí)施例可以在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)進(jìn)行修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一光學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于，包括： 一光源，產(chǎn)生一發(fā)射光束； 一第一分光器，將該發(fā)射光束分割成一補(bǔ)償光束及一檢測(cè)光束，其中該第一分光器將 該檢測(cè)光束導(dǎo)向一目標(biāo)物； 一第二分光器，將來自該第一分光器的補(bǔ)償光束重新定向，其中該第一分光器和該第 二分光器的部分波長(zhǎng)依賴特性相一致； 一第一光電探測(cè)器，檢測(cè)經(jīng)由該第二分光器重新定向的補(bǔ)償光束;及 一第二光電探測(cè)器，檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器重新定向的并經(jīng)由該目標(biāo)物反射的檢測(cè)光 束。2. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于，該第一分光器通過透射將該檢測(cè)光 束導(dǎo)向該目標(biāo)物;及該第二分光器通過透射將來自該第一分光器的補(bǔ)償光束重新定向。3. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于，該第一分光器通過反射將該檢測(cè)光 束導(dǎo)向該目標(biāo)物;及該第二分光器通過反射將來自該第一分光器的補(bǔ)償光束重新定向。4. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于，該目標(biāo)物是一參考鏡，該參考鏡將 該檢測(cè)光束反射至該第一分光器。5. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于，該光學(xué)檢測(cè)裝置還包括一部分反射 鏡，該部分反射鏡將該檢測(cè)光束的透射部分透射至該目標(biāo)物，且將該檢測(cè)光束的反射部分 反射至該第一分光器。6. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于，該光源是一相干光源。7. -光學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于，包括： 一光源贅產(chǎn)生一發(fā)射光束； 一第一分光器，將該發(fā)射光束分割成一補(bǔ)償光束及一檢測(cè)光束； 一第一鏡子，將來自該第一分光器的補(bǔ)償光束反射回至該第一分光器； 一第一光電探測(cè)器，檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器重新定向的補(bǔ)償光束;及 一第二光電探測(cè)器，檢測(cè)經(jīng)由該第一分光器重新定向的檢測(cè)光束。8. 如權(quán)利要求7所述的光學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于， 該光電檢測(cè)裝置還包括一第二鏡子、一第三鏡子、一第四光電探測(cè)器及一第四光電探 測(cè)器， 該第二鏡子通過該第一分光器將來自于該第一鏡子的補(bǔ)償光束反射至該第一分光器； 該第三鏡子將來自該第一分光器的檢測(cè)光束反射至該第一分光器； 該第一檢測(cè)器檢測(cè)一第一補(bǔ)償光束； 該第二檢測(cè)器檢測(cè)一第一檢測(cè)光束； 該第三檢測(cè)器檢測(cè)一第二補(bǔ)償光束； 該第四檢測(cè)器檢測(cè)一第一檢測(cè)光束。9. 如權(quán)利要求7所述的光學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于，該目標(biāo)物是一參考鏡，該參考鏡將 該檢測(cè)光束反射至該第一分光器。10. 如權(quán)利要求7所述的光學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于，該光學(xué)檢測(cè)裝置還包括一部分反 射鏡，該部分反射鏡將該檢測(cè)光束的透射部分透射至該目標(biāo)物，且將該檢測(cè)光束的反射部 分反射至該第一分光器。11. 如權(quán)利要求7所述的光學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于，該光源是一相干光源。12. -光學(xué)檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟： 由一光源產(chǎn)生一反射光束； 將該反射光束經(jīng)由一分光器分割成一補(bǔ)償光束及一檢測(cè)光束； 由該分光器將該補(bǔ)償光束重新定向； 由該分光器將該檢測(cè)光束重新定向； 將該補(bǔ)償光束導(dǎo)向一光電探測(cè)器;及 將該檢測(cè)光束導(dǎo)向一第二光電探測(cè)器。13. 如權(quán)利要求12所述的光學(xué)檢測(cè)方法，其特征在于，在該檢測(cè)光束重新定向的步驟 前，該檢測(cè)光束經(jīng)由一參考鏡反射。14. 如權(quán)利要求12所述的光學(xué)檢測(cè)方法，其特征在于，在該檢測(cè)光束重新定向的步驟 前，該檢測(cè)光束的發(fā)射部分及該檢測(cè)光束的透射部分經(jīng)由一部分反射鏡反射。15. 如權(quán)利要求12所述的光學(xué)檢測(cè)方法，其特征在于， 該第一分光器包括一第一分光器和一第二分光器， 該反射光束的導(dǎo)向步驟是通過該第一分光器實(shí)現(xiàn)； 該補(bǔ)償光束的重新定向步驟是通過該第二分光器實(shí)現(xiàn);及 該檢測(cè)光束的重新定向步驟是通過該第一分光器實(shí)現(xiàn)。16. 如權(quán)利要求12所述的光學(xué)檢測(cè)方法，其特征在于，該光學(xué)檢測(cè)方法還包括： 該補(bǔ)償光束經(jīng)由該分光器分割成一第一補(bǔ)償光束及一第二補(bǔ)償光束，并將該第一補(bǔ)償 光束及該第二補(bǔ)償光束重新定向； 由該第一光電探測(cè)器檢測(cè)該第一補(bǔ)償光束，并且由一第三光電探測(cè)器檢測(cè)該第二補(bǔ)償 光束； 該檢測(cè)光束經(jīng)由該分光器分割成一第一檢測(cè)光束及一檢測(cè)補(bǔ)償光束，并將該第一檢測(cè) 光束及該第二檢測(cè)光束重新定向； 由該第二光電探測(cè)器檢測(cè)該第一檢測(cè)光束，并且由一第四光電探測(cè)器檢測(cè)該第二檢測(cè) 光束。
【文檔編號(hào)】G01N21/47GK106092968SQ201610272365
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年4月28日 公開號(hào)201610272365.9, CN 106092968 A, CN 106092968A, CN 201610272365, CN-A-106092968, CN106092968 A, CN106092968A, CN201610272365, CN201610272365.9
【發(fā)明人】黎育騰, 曲昌盛, 何貫睿, 賀培誠(chéng), 鐘雙兆, 范植訓(xùn), 陳治誠(chéng)
【申請(qǐng)人】臺(tái)醫(yī)光電科技股份有限公司