(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211195598.5 (22)申请日 2022.09.28 (71)申请人 江苏科技大学 地址 212100 江苏省镇江市丹徒区长晖路 666号 (72)发明人 王炜　臧蒙蒙　潘忠保　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 袁姝 (51)Int.Cl. G01N 21/31(2006.01) G01N 21/59(2006.01) G06F 17/16(2006.01) (54)发明名称 一种透射谱矩阵和吸光度谱矩阵的测量系 统及方法 (57)摘要 本发明公开一种透射谱矩阵和吸光度谱矩 阵的测量系统， 包括沿光路依次安置红外光源、 准直透镜、 干涉系统、 起偏系统、 样品仓、 检偏系 统、 透镜、 探测器和计算机处理系统； 干涉系统包 括分束器、 固定镜和移动镜； 其中分束器为立方 体构件， 沿其周向的四个面中与准直透镜相向的 面为面A， 自面A沿顺时针方向， 依次为面B、 面C和 面D； 在面B处安置固定镜； 在面C的处安置移动 镜； 在面D处安置起偏系统， 包括沿光路依次安置 偏振器和消光比1/4波片； 检偏系统包括沿光路 依次安置消光比1/4波片和偏振器； 计算机处理 系统用于采集偏振信息并计算得到透射谱矩 阵 和吸光度谱矩阵。 本发明还公开了一种透射谱矩 阵和吸光度谱矩阵的测量系统的测量方法。 权利要求书3页 说明书9页 附图9页 CN 115541512 A 2022.12.30 CN 115541512 A 1.一种透射谱矩阵和吸光度谱矩阵的测量系统， 包括依次间隔安置的红外光源(1)、 准 直透镜(2)、 干涉系统、 样品仓(6)、 透镜(7)和探测器(8)， 其特征在于， 在所述干涉系统和样 品仓(6)之间间隔安置有用于对入射到样品之前的红外光源进行调制的起偏系统； 在所述 样品仓(6)和透镜(7)之 间间隔安置用于对 出射的红外光源进 行调制的检偏系统， 所述探测 器(8)通过数据线 连接计算机处理系统； 所述干涉系统包括分束器(3)、 固定镜(4)和移动镜 (5)， 其中所述分束器(3)为立方体构件， 沿其周向的四个面中与所述准直透镜(2)相向的面 为面A， 自面A沿顺时针方向， 依次为面B、 面C和面D； 在距离面B处平行相向安置所述固定镜 (4)， 在距离面C处平行相向安置所述移动镜(5)。 2.根据权利要求1所述的透射谱矩阵和吸光度谱矩阵的测量系统， 其特征在于， 所述起 偏系统由依次间隔安置的偏振器一(11)、 消色差1/4波片一(12)构成， 其中偏振器一(11)与 分束器(3)面D相向间隔安置， 消色差1/4波片一(12)与样品仓(6)相向间隔安置 。 3.根据权利要求2所述的透射谱矩阵和吸光度谱矩阵的测量系统， 其特征在于， 所述检 偏系统由依次间隔安置的消色差1/4波片二(10)和偏振器二(9)构成， 其中消色差1/4波片 二(10)与样品仓(6)相向间隔安置， 偏振器二(9)与透 镜(7)相向间隔安置 。 4.根据权利要求1所述的透射谱矩阵和吸光度谱矩阵的测量系统， 其特征在于， 所述在 距离面B处平行相向安置所述固定 镜(4)的距离为10 cm～15cm。 5.根据权利要求1所述的透射谱矩阵和吸光度谱矩阵的测量系统， 其特征在于， 所述在 距离面C处平行相向安置所述移动镜(5)的距离为10 cm～15cm。 6.根据权利要求1所述的透射谱矩阵和吸光度谱矩阵的测量系统， 其特征在于， 所述偏 振器一(1 1)和偏振器二(9)设置有外 框旋转架， 且外 框旋转架上设有旋转角度刻度标识。 7.根据权利要求1所述的透射谱矩阵和吸光度谱矩阵的测量系统， 其特征在于， 所述计 算机处理系统具有干涉数据恢复Stokes矢量以及计算透射谱矩阵T(k)和吸光度谱A(k)矩 阵功能处 理系统。 8.根据权利要求1所述的透射谱矩阵和吸光度谱矩阵的测量系统， 其特征在于， 所述偏 振器一(11)和所述偏振器二(9)均为索雷博的薄膜偏振器WP25M ‑UB； 所述消色差1/4波片一 (12)和所述消色差1/4波片二(10)均为Retarder。 9.根据权利要求1所述的透射谱矩阵和吸光度谱矩阵的测量系统， 其特征在于， 所述样 品仓(6)内设置有用于承载固体样品以及液体样品的样品平台， 样品仓(6)与光路垂 直的两 壁面上， 开设有与光路同轴的直径为 4～7cm的圆孔。 10.一种权利要求3所述的透射谱矩阵和吸光度谱矩阵的测量系统 的测量方法， 其特征 在于， 步骤如下： 步骤1、 沿光路安置红外光源(1)、 准直透镜(2)、 干涉系统、 样品仓(6)、 透镜(7)和探测 器(8)； 其中所述红外光源(1)与准直透镜(2)平行相向间隔5cm； 所述分束器(3)的面A与准 直透镜(2)平行相 向间隔8cm， 在距离面B10cm处平行相向安置所述固定镜(4)， 在距离面 C10cm处平行相向安置所述移动镜(5)， 在面D处依次间隔15cm相向放置样品仓(6)、 透镜(7) 和探测器(8)； 将 探测器(8)连接计算机系统； 打开红外光源(1)， 待红外光源(1)稳定后准备 测量数据； 步骤2、 在距离样品仓(6)10cm处平行相向安置偏振器二(9)， 依顺序将偏振器二(9)先 后分别调至 0°、 45°、 90°、 135°测量无调制的背景干涉 数据；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115541512 A 2步骤3、 在样品仓(6)和偏振器二(9)之间平行相向安置消色差1/4波片二(10)， 依顺序 将偏振器二(9)先后分别调至45 °和135°测量无调制的背景干涉 数据； 步骤4、 在距离分束器(3)面D的5cm处平行相向安置偏振器一(11)， 并将偏振器一(11) 调至0°； 拿去消色差1/4波片二(10)； 依顺序 将偏振器二(9)先后分别调至0 °、 45°、 90°、 135° 测量调制0 °的背景干涉 数据； 步骤5、 在样品仓(6)和偏振器二(9)之间平行相向安置消色差1/4波片二(10)， 依顺序 将偏振器二(9)先后分别调至45 °和135°测量调制0 °的背景干涉 数据； 步骤6、 将偏振器一(11)调至45 °； 拿去消色差1/4波片二(10)； 依顺序将偏振器二(9)先 后分别调至 0°、 45°、 90°、 135°测量调制45 °的背景干涉 数据； 步骤7、 在样品仓(6)和偏振器二(9)之间平行相向安置消色差1/4波片二(10)， 依顺序 将偏振器二(9)先后分别调至45 °和135°测量调制45 °的背景干涉 数据； 步骤8、 在偏振器一(11)和样品仓(6)之间平行相向安置消色差1/4波片一(12)； 拿去消 色差1/4波片二(10)； 依顺序将偏振器二(9)先后分别调至0 °、 45°、 90°、 135°测量调制圆偏 的背景干涉 数据； 步骤9、 在样品仓(6)和偏振器二(9)之间平行相向安置消色差1/4波片二(10)， 依顺序 将偏振器二(9)先后分别调至45 °和135°测量调制圆偏的背景干涉 数据； 步骤10、 在样品仓(6)中放置待测样品， 重复步骤二至步骤八测量四组样品干涉 数据； 步骤11、 将上述步骤得到的48张干涉图通过计算机处理系统进行信号处理； 按照公式 (1)将得到的干涉 数据I(m,n)( δ )转换为 光谱数据B(m,n)(k)； 步骤12、 利用公式(2)将每组6个光谱数据转换为包含全部偏振光谱信息 的4个Stokes 矢量； 步骤13、 利用公式(3)对得到Sto kes矢量进行计算得到T(k)； 步骤14、 利用公式(4)对T(k)矩阵进一 步信息处 理得到A(k)；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115541512 A 3