CN109425430B - 设变光谱仪和光谱仪整合设计与制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设变光谱仪的制造方法，包括如下步骤：取得一参照光谱仪的多个参照参数与至少一设定规格；整合参照光谱仪的参照参数的至少一必要参数到一设变光谱仪，使设变光谱仪具有相同于参照光谱仪的设定规格；依据光栅方程式得到设变光谱仪的多个自由参数；以及设定设变光谱仪的一设变入光组件于一设变壳体的一设变收光侧，使设变收光侧短于参照光谱仪的一参照壳体的一参照收光侧。

Description

设变光谱仪和光谱仪整合设计与制造方法

技术领域

本发明涉及一种光学设备配置，尤其涉及一种设变光谱仪和设变光谱仪的制造方法。

背景技术

光谱仪是应用光学原理，将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器，其中对物质的结构和成分进行观测、分析和处理的基本设备，具有分析精度高、测量范围大、速度快和样品用量少等优点。因此，凡举分子特性的分辨，浓度的量测，物质的鉴定，天体光谱的量测等都需要光谱仪的协助，其中光谱仪更是广泛地被运用于冶金、地质、石油化工、医药卫生、环境保护、资源和水文勘测等各领域。

但是，光谱仪是一种精密的仪器，从开发到制作整个开发时程漫长，特别是对应各种的领域的需求时，光谱仪从光学设计、结构设计以及生产制程的各阶段中，不管是那个阶段都需经过一些测试、分析或检验，其中每个阶段都是重要并且耗时的。因此，如何在不影响光谱仪的功能下，缩短开发时程，是各家厂商现今努力的目标。

特别地，在一般光谱仪的光路设计和结构设计中，光谱仪的入光组件通常是设置于光谱仪壳体的长边，但是这样的设计将使光谱仪在各领域中难以进行***整合。特别是在光谱仪规格皆已能被客户接受的情况下，却因为入光组件的结构设置位置，无法进行***整合，使得整个光谱仪必须重新设计，以配合***整合。但是这样的重新开发设计光谱仪的过程不只浪费了设计和制造的时间和人力，而且还会影响客户的后续整合应用的时间。因此，如何在保有现有光谱仪规格下，调整入光组件的位置，并以最少的时间制造一个达到***整合的需求的新光谱仪是本发明一个重要的目标。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种设变光谱仪的制造方法，其中在最少一项设定规格与参照光谱仪相同下，改变设变光谱仪的设变入光组件设置位置，使设变光谱仪收光侧的宽度较窄于参照光谱仪的收光侧以利后续***整合所需空间，并使应用范围更佳广泛。

本发明的一个目的在于提供一种设变光谱仪的制造方法，其中利用既有参照光谱仪的规格，设计并制造出新的设变光谱仪，并使设变光谱仪的收光侧更有利于后续***整合。特别地，这样的方式将省略大量光学设计的人力成本和减少***整合时所需的重新确认时间。

本发明的一个目的在于提供一种设变光谱仪的制造方法，其中经由至少一设变反射组件的设置，改变设变入光组件到设变凹面光栅的光学路径，从而增加设变入光组件设置位置的可变性，并使设变光谱仪的应用更加灵活。可以理解的，在另一光谱仪中，设变反射组件可将设置于设变入光组件和设变准直面镜之间。

为了达到以上至少一目的，本发明提供一种设变光谱仪的制造方法，包括：

取得参照光谱仪的多个参照参数与至少一设定规格。

整合参照光谱仪的参照参数的至少一必要参数到设变光谱仪，使设变光谱仪具有相同于参照光谱仪的设定规格。

依据光栅方程式得到设变光谱仪的多个自由参数。

为达到上述至少一目的，本发明还揭露另一种设变光谱仪的制造方法，包括：

取得参照光谱仪的多个参照参数与至少一设定规格，其中参照参数包括至少一必要参数以使参照光谱仪能达到设定规格。

设定设变光谱仪具有相同于参照光谱仪的必要参数，使设变光谱仪能达到设定规格。

在设变光谱仪能达到设定规格下，设定设变光谱仪的至少一设变参数，包括：

设定设变光谱仪的设变入光组件位于设变壳体的设变收光侧，其中参照光谱仪的参照入光组件位于参照壳体的参照收光侧，设变收光侧短于参照收光侧。

在设变光谱仪能达到设定规格数据下，依据光学原理、必要参数与设变参数设定设变光谱仪的多个自由参数。

依据必要参数、设变参数、自由参数制作设变光谱仪。

为达到上述至少一目的，本发明还揭露另一种设变光谱仪的制造方法，包括：

将参照光谱仪的参照聚焦面镜的焦距参照配置到设变光谱仪的设变聚焦面镜的焦距。

将参照光谱仪的参照平面光栅到参照聚焦面镜之间的光路距离参照配置到设变光谱仪的设变平面光栅和设变聚焦面镜的光路距离。

将参照光谱仪的参照平面光栅条数参照配置到设变光谱仪的设变平面光栅条数。

将设变光谱仪的设变入光组件设置于设变壳体的设变收光侧，其相对引用光谱仪的参照壳体的参照收光侧宽度较窄。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的第一、第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法的流程图。

图2为本发明的第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第一实施态样的参照光谱仪光路示意图。

图3为本发明的第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第一实施态样的设变光谱仪光路示意图。

图4为本发明的第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第二实施态样的设变光谱仪光路示意图。

图5为本发明的第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第三实施态样的设变光谱仪光路示意图。

图6为本发明的第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第四实施态样的设变光谱仪光路示意图。

图7为本发明的第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第五实施态样的设变光谱仪光路示意图。

图8为本发明的第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第六实施态样的参照光谱仪光路示意图。

图9为本发明的第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第六实施态样的设变光谱仪光路示意图。

图10为本发明的第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第七实施态样的参照光谱仪光路示意图。

图11为本发明的第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第七实施态样的设变光谱仪光路示意图。

图12为本发明的第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第八实施态样的参照光谱仪光路示意图。

图13为本发明的第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第八实施态样的设变光谱仪光路示意图。

图14为本发明的第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第九实施态样的参照光谱仪光路示意图。

图15和图16为本发明的第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第九实施态样的设变光谱仪光路示意图。

图17为本发明的第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第十实施态样的参照光谱仪光路示意图。

图18为本发明的第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第十实施态样的设变光谱仪光路示意图。

图19为本发明的第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第十一实施态样的参照光谱仪光路示意图。

图20为本发明的第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第十一实施态样的设变光谱仪光路示意图。

图21为本发明的第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第一实施态样的参照光谱仪光路示意图。

图22为本发明的第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第一实施态样的设变光谱仪光路示意图。

图23为本发明的第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第二实施态样的参照光谱仪光路示意图。

图24为本发明的第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第二实施态样的设变光谱仪光路示意图。

图25为本发明的第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第三实施态样的参照光谱仪光路示意图。

图26为本发明的第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第三实施态样的设变光谱仪光路示意图。

图27为本发明的第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第四实施态样的参照光谱仪光路示意图。

图28为本发明的第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第四实施态样的设变光谱仪光路示意图。

图29为本发明的第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第五实施态样的参照光谱仪光路示意图。

图30为本发明的第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第五实施态样的设变光谱仪光路示意图。

图31为本发明的第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第六实施态样的参照光谱仪光路示意图。

图32为本发明的第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第六实施态样的设变光谱仪光路示意图。

图33为本发明的第三选择实施例的设变光谱仪的制造方法的流程图。

图34为本发明的第四选择实施例的设变光谱仪的制造方法的流程图。

图35为本发明的第四选择实施例的变型实施例的设变光谱仪的制造方法的流程图。

图36为本发明的第五选择实施例的设变光谱仪的制造方法的流程图。

图37为本发明的第五选择实施例的变型实施例的设变光谱仪的制造方法的流程图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的选择实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。术语“相同”是指“实质上相同”，“实质上”通常定义“被特定的内容的大部分但非全部”，例如结构中虽存在公差仍视为实质上相同。所以在本发明所揭露的上述各术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个组件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该组件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

特别地，本发明的光学理论可参照“DIFFRACTION GRATINGHANDBOOK sixthedition，Christopher Palmer，Newport Corporation，ErwinLoewen(first edition)，NEWPORT CORPORATION”。本发明的说明书内将不再多加赘述。

现今在各领域需要用光谱仪进行***整合时，通常客户端会提出所需光谱仪的规格，像是光谱范围或分辨率。而光谱仪制造商将依客户提出规格提供光谱仪，但是客户端却常常发现因光谱仪接收端的结构空间太大无法与***进行整合应用，使得光谱仪制造商需重新设计一款新的光谱仪以供客户进行***整合。然而，目前光谱仪的产品开发流程需经过光学设计、机构设计、制作结构组件和采购光学组件、以及组装制造以完成光谱仪的制作，在这个过程需耗费相当多的时间和人力。因此，重新设计新的光谱仪等同于需要再次的费时耗力，所以，本发明提供一种设变光谱仪的制造方法以缩短光谱仪的开发时程。

请参照图1，为本发明的第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法。

本实施例的设变光谱仪的制造方法，包括：

步骤S101取得一参照光谱仪的多个参照参数与至少一设定规格。

步骤S102整合参照光谱仪的参照参数的至少一必要参数到设变光谱仪，使设变光谱仪具有相同于参照光谱仪的设定规格。

步骤S103依据光学原理跟光栅方程式得到设变光谱仪的多个自由参数。

步骤S104设定设变光谱仪的设变入光组件于设变壳体的设变收光侧，使设变收光侧短于参照光谱仪的参照壳体的参照收光侧。

在上述方法中，将现有参照光谱仪的必要参数整合到设变光谱仪这个过程中，将可以缩短新的设变光谱仪在光学设计过程中设定规格的时程，从而缩短整体开发时程。

可以理解的，多个参照参数包括至少一必要参数，而参照光谱仪本身经由必要参数而达到设定规格。然而将必要参数整合到设变光谱仪时，设变光谱仪将具有与参照光谱仪相同的设定规格。同时在这个设定规格下，将设变入光组件调整至相对引用光谱仪而言较短的收光侧，这样将使新设变光谱仪接收端的结构空间变小，以适用于客户端的***整合。明显的，经由上述方法设计新的设变光谱仪所需的开发时程相对于从头开始设计一款新的光谱仪而言，开发时程和人力成本都大大的缩减。

另外，上述方法中，在设变光谱仪能达到设定规格下，更包括：设定设变光谱仪的设变参数，其包括：设定至少一设变反射组件于设变入光组件之后。可以理解的，设变反射组件的加入，将改变设变入光组件之后的光路。也就是说，设变反射组件可以进一步地调整设变入光组件的设置位置。

在本发明的设变光谱仪的制造方法中，第一实施例的参照光谱仪100除了包括参照入光组件10和用于接收参照光谱仪内部光谱分量的参照光接收器50外，还有多种光谱仪组件设置于光谱仪内部，以使光谱仪达到各种规格，例如：参照准直面镜20、参照平面光栅30、参照聚焦面镜40。进一步地说，在这个实施例中参照光谱仪100包括参照入光组件10，参照准直面镜20，参照平面光栅30，参照聚焦面镜40以及参照光接收器50。换言之，外部待测光将经由参照光谱仪100的参照入光组件10进入参照光谱仪100的自由空间，并且待测光在自由空间里经过参照准直面镜20到参照平面光栅30，并经由参照平面光栅30分光后，通过参照聚焦面镜40聚焦于参照光接收器50。另外，在这个实施例中设变光谱仪100’包括设变入光组件10’，设变准直面镜20’，设变平面光栅30’，设变聚焦面镜40’，以及设变光接收器50’。同样地，外部待测光通过设变光谱仪100’的设变入光组件10’直接经由设变准直面镜20’反射到设变平面光栅30’，并经由设变平面光栅30’分光后通过设变聚焦面镜40’聚光至设变光接收器50’。

在这个实施例中，参照光谱仪100的参照入光组件10到参照准直面镜20之间的光路距离定义为r1，参照准直面镜20到参照平面光栅30之间的光路距离定义为r2，参照平面光栅30到参照聚焦面镜40之间的光路距离定义为r3，参照聚焦面镜40到参照光接收器50之间的光路距离定义为r4。参照准直面镜20的焦距定义为fm1。参照聚焦面镜40的焦距定义为fm2。参照平面光栅30的周期定义为d。参照准直面镜20的光入射角和反射角定义为θ1。参照聚焦面镜40的光入射角和反射角定义为θ2。参照平面光栅30的光入射角定义为α，绕射角定义为β。另外，设变光谱仪100’的设变入光组件10’到设变准直面镜20’之间的光路距离定义为r1’，设变准直面镜20’到设变平面光栅30之间的光路距离定义为r2’，设变平面光栅30’到设变聚焦面镜40’之间的光路距离定义为r3’，设变聚焦面镜40’到设变光接收器50’之间的光路距离定义为r4’。设变准直面镜20’的焦距定义为fm1’。设变聚焦面镜40’的焦距定义为fm2’。设变平面光栅30’的周期定义为d’。设变准直面镜20’的光入射角和反射角定义为θ1’。设变聚焦面镜40’的光入射角和反射角定义为θ2’。设变平面光栅30的光入射角定义为α’，绕射角定义为β’。

根据上述方法中参照光谱仪100的设定规格，包括光谱范围。进一步地说，设定设变光谱仪100’具有相同于参照光谱仪100的必要参数，使设变光谱仪100’能达到与参照光谱仪100相同的光谱范围。在此，参照光谱仪100的必要参数包括参照平面光栅30和参照聚焦面镜40的光路距离，参照聚焦面镜40的焦距以及参照平面光栅30条数。也就是说，取得参照光谱仪100的参照平面光栅30和参照聚焦面镜40的光路距离r3，参照聚焦面镜40的焦距fm2以及参照平面光栅30条数的必要参数。将参照光谱仪100的必要参数整合到设变光谱仪100’，使设变光谱仪100’具有与参照光谱仪100相同的光谱范围。即设变光谱仪100’的设变平面光栅30’和设变聚焦面镜40’的光路距离r3’等于参照光谱仪100的参照平面光栅30和参照聚焦面镜40的光路距离r3。设变光谱仪100’的设变聚焦面镜40的焦距fm2’等于参照光谱仪100的参照聚焦面镜40的焦距fm2。设变光谱仪100’的设变平面光栅30’条数等于参照光谱仪100的参照平面光栅30条数。

另外，参照光谱仪100的设定规格，更包括分辨率。进一步地说，设定设变光谱仪100’具有相同于参照光谱仪100的必要参数，使设变光谱仪100’能达到与参照光谱仪100相同的分辨率。参照光谱仪100的必要参数更包括参照准直面镜20的焦距fm1。也就是说，取得参照光谱仪100的参照准直面镜20的焦距fm1。将参照光谱仪100的必要参数整合到设变光谱仪100’，使设变光谱仪100’具有与参照光谱仪100相同的分辨率。即设变光谱仪100’的设变准直面镜20’的焦距fm1’等于参照光谱仪100的参照准直面镜20的焦距fm1。

值得一提的，光谱仪组件有多种的设置方案，而这些的设置方案将不影响本发明的设变光谱仪的制造方法。举例而言，设变准直面镜20’、设变平面光栅30’，设变聚焦面镜40’及其组合方式可以是穿透式或是反射式。光谱仪的光路设计经由光谱仪组件的设置将形成M字型、交错星型、立体折迭等方式。设变准直面镜20’、设变平面光栅30’，设变聚焦面镜40’设置时，其相对角度可依据需求旋转。设变平面光栅30’的闪耀角可以进行任何变化。依据这些设置方案在以下将进行不同实施态样的说明。

如图2和图3所示为第一选择实施例的方法的第一实施态样。图2为设变光谱仪的制造方法中参照光谱仪光路示意图。图3为设变光谱仪的制造方法中第一实施态样的设变光谱仪光路示意图。在这个实施态样中，参照光谱仪100和设变光谱仪100’的光谱仪组件设置方式，使二者的光路设计皆形成M字型，并且在设定规格的光谱范围相同。换言之，将参照光谱仪100的必要参数整合到设变光谱仪100’，使设变光谱仪100’的设变平面光栅30和设变聚焦面镜40’的光路距离r3’等于参照光谱仪100的参照平面光栅30和参照聚焦面镜40的光路距离r3。设变光谱仪100’的设变聚焦面镜40’的焦距fm2’等于参照光谱仪100的参照聚焦面镜40的焦距fm2。设变光谱仪100’的设变平面光栅30’条数等于参照光谱仪100的参照平面光栅30条数。特别地，本实施态样的设变光谱仪100’的设变入光组件10’和设变准直面镜20’的光路距离r1’不等于参照光谱仪100的参照入光组件10和参照准直面镜20的光路距离r1。值得一提的，设变入光组件10’与参照入光组件10采取垂直收光。

举例来说，本实施态样的参照光谱仪100的中心波长为600nm，范围为200-1000nm，θ1＝15度，θ2＝20度，fm1＝60mm，fm2＝60mm，α＝10度，β＝-40度，m＝-1，d＝2um，r1＝60mm，r2＝50mm，r3＝45mm，r4＝60mm。依据设变光谱仪的制造方法将参照光谱仪100的r3，fm2，和d的参照参数取得并达到设定规格后，整合到设变光谱仪100’并使设变光谱仪100’能达到设定规格数据下，依据光学原理、必要参数、设变参数与/或光栅方程式sinα+sinβ＝mλ/d设定设变光谱仪的多个自由参数，举例来说设定后的参数例如：设变光谱仪100’的中心波长为600nm，范围为200-1000nm，θ1’＝15度，θ2’＝20度，fm1’＝70mm，fm2’＝60mm，α’＝10度，β’＝-40度，m’＝-1，d’＝2um，r1’＝70mm，r2’＝50mm，r3’＝45mm，r4’＝60mm。

如图4所示为第一选择实施例的方法的第二实施态样的设变光谱仪光路示意图。在这个实施态样中，参照光谱仪100的光路示意图与图2相同，并且在参照光谱仪100和设变光谱仪100’的设定规格中光谱范围和分辨率皆相同。另外，参照聚焦面镜40采用反射式。设变聚焦面镜40’采用穿透式。进一步地说，将参照光谱仪100的必要参数整合到设变光谱仪100’，使设变光谱仪100’的设变平面光栅30和设变聚焦面镜40’的光路距离r3’等于参照光谱仪100的参照平面光栅30和参照聚焦面镜40的光路距离r3。设变光谱仪100’的设变聚焦面镜40’的焦距fm2’等于参照光谱仪100的参照聚焦面镜40的焦距fm2。设变光谱仪100’的设变平面光栅30’条数等于参照光谱仪100的参照平面光栅30条数。设变光谱仪100’的设变入光组件10’和设变准直面镜20’的光路距离r1’等于参照光谱仪100的参照入光组件10和参照准直面镜20的光路距离r1。

举例来说，本实施态样的参照光谱仪100的中心波长为600nm，范围为200-1000nm，θ1＝15度，θ2＝20度，fm1＝60mm，fm2＝60mm，α＝10度，β＝-40度，m＝-1，d＝2um，r1＝60mm，r2＝50mm，r3＝45mm，r4＝60mm。依据设变光谱仪的制造方法将参照光谱仪100的r3，fm2，和d的参照参数取得并达到设定规格后，整合到设变光谱仪100’并使设变光谱仪100’能达到设定规格数据下，依据光学原理、必要参数、设变参数与/或光栅方程式sinα+sinβ＝mλ/d设定设变光谱仪的多个自由参数，举例来说设定后的参数例如：设变光谱仪100’的中心波长为600nm，范围为200-1000nm，θ1’＝15度，θ2’＝20度，fm1’＝60mm，fm2’＝60mm，α’＝10度，β’＝-40度，m’＝-1，d’＝2um，r1’＝60mm，r2’＝50mm，r3’＝45mm，r4’＝60mm。

如图5所示为第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第三实施态样的设变光谱仪光路示意图。在这个实施态样中，参照光谱仪100的光路示意图与图2相同。参照光谱仪100和设变光谱仪100’的设定规格中光谱范围和分辨率相同。参照光谱仪100的的光谱仪组件设置方式使光路设计形成M字型，而设变光谱仪100’的光谱仪组件设置方式使光路设计形成交错星型。换言之，参照光谱仪100的必要参数，使设变光谱仪100’能达到与参照光谱仪100相同设定规格，并且依光学原得到设变光谱仪的多个自由参数，像是参照准直面镜20的光入射角和反射角θ1和设变准直面镜20’的光入射角和反射角θ1’不相同。参照聚焦面镜40的光入射角和反射角θ2和设变聚焦面镜40’的光入射角和反射角θ2’不相同。

举例来说，本实施态样的参照光谱仪100的中心波长为600nm，范围为200-1000nm，θ1＝15度，θ2＝20度，fm1＝60mm，fm2＝60mm，α＝10度，β＝-40度，m＝-1，d＝2um，r1＝60mm，r2＝50mm，r3＝45mm，r4＝60mm。依据设变光谱仪的制造方法将参照光谱仪100的r3，fm2，和d的参照参数取得并达到设定规格后，整合到设变光谱仪100’并使设变光谱仪100’能达到设定规格数据下，依据光学原理、必要参数、设变参数与/或光栅方程式sinα+sinβ＝mλ/d设定设变光谱仪的多个自由参数，举例来说设定后的参数例如：设变光谱仪100’的中心波长为600nm，范围为200-1000nm，θ1’＝10度，θ2’＝15度，fm1’＝60mm，fm2’＝60mm，α’＝10度，β’＝-40度，m’＝-1，d’＝2um，r1’＝60mm，r2’＝50mm，r3’＝45mm，r4’＝60mm。

如图6所示为第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第四实施态样的设变光谱仪光路示意图。在这个实施态样中，参照光谱仪100的光路示意图与图2相同。参照光谱仪100和设变光谱仪100’的光谱仪组件设置方式，使二者的光路设计形成不同型态的M字型，并且在设定规格中光谱范围相同和分辨率相同。换言之，在本实施态样中参照聚焦面镜40的光入射角和反射角θ2和设变聚焦面镜40’的光入射角和反射角θ2’不相同。

举例来说，本实施态样的参照光谱仪100的中心波长为600nm，范围为200-1000nm，θ1＝15度，θ2＝20度，fm1＝60mm，fm2＝60mm，α＝10度，β＝-40度，m＝-1，d＝2um，r1＝60mm，r2＝50mm，r3＝45mm，r4＝60mm。依据设变光谱仪的制造方法将参照光谱仪100的r3，fm2，和d的参照参数取得并达到设定规格后，整合到设变光谱仪100’并使设变光谱仪100’能达到设定规格数据下，依据光学原理、必要参数、设变参数与/或光栅方程式sinα+sinβ＝mλ/d设定设变光谱仪的多个自由参数，举例来说设定后的参数例如：设变光谱仪100’的中心波长为600nm，范围为200-1000nm，θ1’＝15度，θ2’＝15度，fm1’＝60mm，fm2’＝60mm，α’＝10度，β’＝-40度，m’＝-1，d’＝2um，r1’＝60mm，r2’＝50mm，r3’＝45mm，r4’＝60mm。

如图7所示为第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第五实施态样的设变光谱仪光路示意图。在这个实施态样中，参照光谱仪100的光路示意图与图2相同。参照光谱仪100和设变光谱仪100’的光谱仪组件设置方式，使二者的光路设计形成不同型态的M字型，并且在设定规格中光谱范围相同和分辨率相同。换言之，参照准直面镜20的光入射角和反射角θ1和设变准直面镜20’的光入射角和反射角θ1’不相同。参照聚焦面镜40的光入射角和反射角θ2和设变聚焦面镜40’的光入射角和反射角θ2’不相同。

举例来说，本实施态样的参照光谱仪100的中心波长为600nm，范围为200-1000nm，θ1＝15度，θ2＝20度，fm1＝60mm，fm2＝60mm，α＝10度，β＝-40度，m＝-1，d＝2um，r1＝60mm，r2＝50mm，r3＝45mm，r4＝60mm。依据设变光谱仪的制造方法将参照光谱仪100的r3，fm2，和d的参照参数取得并达到设定规格后，整合到设变光谱仪100’并使设变光谱仪100’能达到设定规格数据下，依据光学原理、必要参数、设变参数与/或光栅方程式sinα+sinβ＝mλ/d设定设变光谱仪的多个自由参数，举例来说设定后的参数例如：设变光谱仪100’的中心波长为600nm，范围为200-1000nm，θ1’＝10度，θ2’＝15度，fm1’＝60mm，fm2’＝60mm，α’＝10度，β’＝-40度，m’＝-1，d’＝2um，r1’＝60mm，r2’＝50mm，r3’＝45mm，r4’＝60mm。

值得一提的，光栅方程式为sinα+sinβ＝mλ/d。α为入射角，即入射光束和光栅法线夹角。β为绕射角，即绕射光束和光栅法线夹角。m为光谱级数。λ为衍射光的波长。d为狭缝之间的间距，亦称为光栅常数(周期)。特别地，如α和β都在光栅法线同一侧，方程取“+”号，如α和β都在光栅法线异侧时，方程取“-”号，即α和β可适应调整以避免各组件或光路碰撞。另外，光栅方程对每个不同的m值有相应的光谱，称为光谱级数。当m取0，1，2…时，分别为0阶，1阶，2阶光谱。相应于各m的负值，有各负阶光谱。所谓0阶光谱，就是光栅不起色散作用，只起镜面反射形成的入射狭缝的像。

在本实施例中，依据上述设变光谱仪的制造方法将设变入光组件10’设置于相对理想的位置，以利后续设变光谱仪100’进行***整合。同时依据上述5个实施态样，进一步地可延伸出设变入光组件10’设置的各种实施态样，以下将进一步地进行说明。

图8所示为第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第六实施态样的参照光谱仪光路示意图。图9所示为第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第六实施态样的设变光谱仪光路示意图。在这个实施态样中，参照光谱仪100和设变光谱仪100’的设定规格中光谱范围和分辨率皆相同。参照入光组件10和设变入光组件10’的设置位置不同。

进一步地，根据上述设变光谱仪的制造方法更包括，设定至少一设变反射组件于设变入光组件之后。换言之，设置至少一设变反射组件60’于设变入光组件10’和设变准直面镜20’之间。特别地，参照光谱仪100还包括参照壳体70。参照壳体70包括参照收光侧71。参照入光组件10设置于参照壳体70的参照收光侧71。参照光谱仪100的参照入光组件10和参照准直面镜20的光路距离r1。设变光谱仪100’还包括设变壳体70’。设变壳体70’包括设变收光侧71’。设变入光组件10’设置于设变壳体70’的设变收光侧71’。参照收光侧71的宽度较长于设变收光侧71’。另外，设变光谱仪100’还包括至少设变反射组件60’。设变反射组件60’设置于设变入光组件10’和设变准直面镜20’之间。设变入光组件10’和设变反射组件60’之间的光路距离设定为r5’，设变反射组件60’和设变准直面镜20’之间的光路距离设定为r6’。参照光谱仪100和设变光谱仪100’的分辨率相同，故r1＝r5’+r6’。换言之，参照光谱仪100的参照入光组件10和参照准直面镜20的光路距离r1等于设变光谱仪100’的设变入光组件10’和设变反射组件60’之间的光路距离r5’加上设变光谱仪100’的设变反射组件60’和设变准直面镜20’之间的光路距离r6’。可以理解的，因为设变反射组件60’的设置，改变设变入光组件10’和设变准直面镜20’之间光路的走向，因此可同步调整改变设变入光组件10’的位置。依据***整合的需求，将设变入光组件10’设置在设变光谱仪100’的设变收光侧71’，以使设变光谱仪100’的设变收光侧71’相对引用光谱仪100的参照收光侧71而言，宽度较小。

值得一提的，将本实施态样参照第一实施态样，在第一实施态样中参照光谱仪100和设变光谱仪100’的分辨率不相同。因此，对照本实施态样在第一实施态样中，可将设变入光组件10’设置在设变光谱仪100’的设变收光侧71’，设变反射组件60’设置于设变入光组件10’之后，这样第一实施态样与本实施态样不同的是参照光谱仪100的参照入光组件10和参照准直面镜20的光路距离r1不等于设变光谱仪100’的设变入光组件10’和设变反射组件60’之间的光路距离r5’加上设变光谱仪100’的设变反射组件60’和设变准直面镜20’之间的光路距离r6’，即r1≠r5’+r6’。

如图10所示为第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第七实施态样的参照光谱仪光路示意图。图11所示为第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第七实施态样的设变光谱仪光路示意图。在这个实施态样中，参照光谱仪100和设变光谱仪100’的设定规格中光谱范围和分辨率皆相同。参照入光组件10和设变入光组件10’的设置位置不同。参照收光侧71的宽度较长于设变收光侧71’。参照壳体70的参照收光侧71具有参照凹槽711，参照入光组件10设置于参照凹槽711。经由设变光谱仪的制造方法将设变入光组件10’设置于设变光谱仪100’的设变收光侧71’，并且参照光谱仪100的参照入光组件10和参照准直面镜20的光路距离r1等于设变光谱仪100’的设变入光组件10’和设变反射组件60’之间的光路距离r5’加上设变光谱仪100’的设变反射组件60’和设变准直面镜20’之间的光路距离r6’。可以理解的，不管参照入光组件10原始的设置位置，通过本发明的方法皆可调整设变入光组件10’的设置位置，并使其位于设变壳体70’的相对短边。

如图12所示为第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第八实施态样的参照光谱仪光路示意图。图13所示为第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第八实施态样的设变光谱仪光路示意图。在这个实施态样中，参照光谱仪100和设变光谱仪100’的光谱范围相同。参照入光组件10和设变入光组件10’的设置位置不同。设变壳体70’的设变收光侧71’具有突出部712’。参照入光组件10设置于参照收光侧71。经由设变光谱仪的制造方法将设变入光组件10’设置于设变光谱仪100’的设变收光侧71’的突出部712’。在这个实施态样中，参照光谱仪100和设变光谱仪100’的分辨率可以相同，亦可以不同，依设变光谱仪的制造方法只要参照光谱仪100和设变光谱仪100’的至少一项设定规格相同即可。因此，可以理解地，当参照光谱仪100和设变光谱仪100’的分辨率相同时，即r1＝r5’+r6’；当参照光谱仪100和设变光谱仪100’的分辨率不相同时，即r1≠r5’+r6’，其中并不影响设变入光组件10’的设置。

如图14所示为第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第九实施态样的参照光谱仪光路示意图。图15和图16所示为第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第九实施态样的设变光谱仪光路示意图。在这个实施态样中，参照光谱仪100和设变光谱仪100’的设定规格中光谱范围和分辨率皆相同。参照入光组件10和设变入光组件10’的设置位置不同。参照壳体70的参照收光侧71具有倾斜部713，参照入光组件10设置于倾斜部713。经由设变光谱仪的制造方法将设变入光组件10’设置于设变光谱仪100’的设变收光侧71’。如图15和图16所示，设变壳体70’的修改或者不同样式将不会影响设变入光组件10’的设置。并且不管参照入光组件10原始的设置位置，通过本发明的方法皆可调整设变入光组件10’的设置位置，并使其位于设变壳体70’的相对短边。另外，设变入光组件10’与设变壳体70’的设置将使外部待测光垂直进入设变光谱仪100’，即设变入光组件10’将采取垂直收光。另外，参照入光组件10亦为垂直收光。

如图17所示为第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第十实施态样的参照光谱仪光路示意图。图18所示为第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第十实施态样的设变光谱仪光路示意图。在这个实施态样中，参照光谱仪100和设变光谱仪100’的设定规格中光谱范围和分辨率皆相同。参照入光组件10和入光组件10’的设置位置不同。

进一步地，参照光谱仪100还包括参照壳体70。参照壳体70包括参照收光侧71。参照壳体70的参照收光侧71具有倾斜部713，参照入光组件10设置于倾斜部713。参照光谱仪100的参照入光组件10和参照准直面镜20的光路距离r1。设变光谱仪100’还包括设变壳体70’。设变壳体70’包括设变收光侧71’。设变入光组件10’设置于设变壳体70’的设变收光侧71’。参照收光侧71的宽度较长于设变收光侧71’。特别地，在本实施态样中在设变光谱仪100’增加二设变反射组件60’，其分别设置于设变入光组件10’和设变准直面镜20’之间。以下为方便说明，将二设变反射组件60’分别定义为第一设变反射组件61’和第二设变反射组件62’。

值得一提的，设变入光组件10’和第一设变反射组件61’之间的光路距离设定为r7’，第一设变反射组件61’和第二设变反射组件62’之间的光路距离设定为r8’，第二设变反射组件62’和设变准直面镜20’之间的光路距离设定为r9’，其中参照光谱仪100和设变光谱仪100’的分辨率相同，故可以理解r1＝r7’+r8’+r9’。换言之，参照光谱仪100的参照入光组件10和参照准直面镜20的光路距离等于设变光谱仪100’的设变入光组件10’和第一设变反射组件61’之间的光路距离加上设变光谱仪100’的第一设变反射组件61’和第二设变反射组件62’之间的光路距离加上设变光谱仪100’的第二设变反射组件62’和设变准直面镜20’之间的光路距离。可以理解的，因为第一设变反射组件61’和第二设变反射组件62’的设置，将改变设变入光组件10’和设变准直面镜20’之间光路的走向，因此可同步调整改变设变入光组件10’的设置位置。依据***整合的需求，将设变入光组件10’设置在设变光谱仪100’的设变收光侧71’，以使设变光谱仪100’的设变收光侧71’相对引用光谱仪100的参照收光侧71而言，宽度较小。

如图19所示为第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第十一实施态样的参照光谱仪光路示意图。图20所示为第一选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第十一实施态样的设变光谱仪光路示意图。在这个实施态样中，参照光谱仪100和设变光谱仪100’的光谱范围相同。参照入光组件10和设变入光组件10’的设置位置不同。参照光谱仪100还包括参照壳体70。参照壳体70包括参照收光侧71。参照入光组件10设置于参照壳体70的参照收光侧71。设变光谱仪100’包括设变壳体70’。设变壳体70’包括设变收光侧71’。设变收光侧71’具有突出部712’。设变入光组件10’设置于设变收光侧71’的突出部712’。可以理解的，依据设变光谱仪的制造方法取得参照光谱仪100的光谱范围，从而使设变光谱仪100’的设变准直面镜20’，设变平面光栅30’，设变聚焦面镜40’和设变光接收器50’相对设置后，并将设变入光组件10’设置于设变收光侧71’的突出部712’。特别地，本实施态样的设变收光侧71’和参照收光侧71的宽度是相等的。但是，由于是将设变入光组件10’是设置于设变收光侧71’的突出部712’，故设变光谱仪100’接收端相对引用光谱仪100而言，亦是具有较小的结构空间尺寸。换言之，在设变光谱仪100’能达到设定规格数据下，设变光谱仪100’的设变入光组件10’可依据实际的需求设置于壳体70’的任何一个部位，这不为本发明的限制。

请参照图1，为本发明的第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法。

本实施例的设变光谱仪的制造方法，包括：

步骤S101取得参照光谱仪的多个参照参数与至少一设定规格。

步骤S102整合参照光谱仪的参照参数的至少一必要参数到设变光谱仪，使设变光谱仪具有相同于参照光谱仪的设定规格。

步骤S103依据光栅方程式得到设变光谱仪的多个自由参数。

步骤S104设定设变光谱仪的设变入光组件于设变壳体的设变收光侧，使设变收光侧短于参照光谱仪的参照壳体的参照收光侧。

上述方法中，参照参数包括至少一必要参数以使参照光谱仪能达到设定规格。

上述方法中，在设变光谱仪能达到设定规格下，更包括：设定至少一设变反射组件于设变入光组件之后。

依据设变光谱仪的制造方法，在这个实施例中参照光谱仪100A包括参照入光组件10A，参照凹面光栅30A，参照光接收器50A，以及参照光波导装置80A。在外部待测光通过参照入光组件10A进入参照光波导装置80A，并经由参照凹面光栅30A分光后，参照光接收器50A接收分光的光谱分量。在这个实施例中设变光谱仪100A’包括设变入光组件10A’，设变凹面光栅30A’，设变光接收器50A’，以及设变光波导装置80A’，其中外部待测光通过设变入光组件10A’到设变凹面光栅30A’，并且经由设变凹面光栅30A’分光后传递至设变光接收器50A’。

值得一提的，参照光谱仪100A的参照入光组件10到参照凹面光栅30A之间的光路距离定义为R1，参照凹面光栅30A到参照光接收器50A之间的光路距离定义为R2。参照凹面光栅30A的周期定义为d。参照凹面光栅30A的光入射角定义为α，绕射角定义为β。另外，设变光谱仪100A’的设变入光组件10A’到设变凹面光栅30A’之间的光路距离定义为R1’。设变凹面光栅30A’到设变光接收器50’之间的光路距离定义为R2’。设变凹面光栅30A’的周期定义为d’。设变凹面光栅30A’的光入射角定义为α’，绕射角定义为β’。

根据设变光谱仪的制造方法中参照光谱仪100的设定规格，包括光谱范围。进一步地说，设定设变光谱仪100’具有相同于参照光谱仪100的必要参数，使设变光谱仪100’能达到与参照光谱仪100相同的光谱范围。参照光谱仪100的必要参数包括参照凹面光栅30A和参照光接收器50A的光路距离，以及参照凹面光栅30A条数。也就是说，取得参照光谱仪100的参照凹面光栅30A和参照光接收器50A的光路距离R2和参照凹面光栅30A条数的必要参数。将参照光谱仪100的必要参数整合到设变光谱仪100’，使设变光谱仪100’具有与参照光谱仪100相同的光谱范围。即参照凹面光栅30A和参照光接收器50A的光路距离R2等于设变凹面光栅30A’到设变光接收器50’之间的光路距离定义为R2’，以及参照凹面光栅30A条数等于设变凹面光栅30A’条数。

另外，光谱仪组件有多种的设置方案，而这些的设置方案将不影响本发明的设变光谱仪的制造方法。举例而言，设变凹面光栅30A’可实施为穿透式或反射式。设变光谱仪的光路设计可实施为交错星型或立体折迭等。特别地，设变凹面光栅30’的闪耀角还可以进行任何变化。这些将不为本发明的限制，并且依据这些设置方案将在以下进行不同实施态样的说明。

图21为第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第一实施态样的参照光谱仪光路示意图。图22为第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第一实施态样的设变光谱仪光路示意图。在这个实施态样中，参照光谱仪100A和设变光谱仪100A’的设定规格中光谱范围相同。也就是说，设变光谱仪100A’的设变凹面光栅30A’和设变光接收器50A’的光路距离R2’等于参照光谱仪100A的参照凹面光栅30A和参照光接收器50A的光路距离R2。设变光谱仪100A’的设变凹面光栅30A’条数等于参照光谱仪100A的参照凹面光栅30A条数。但是，设变光谱仪100A’的设变入光组件10A’和设变凹面光栅30A’的光路距离R1’不等同参照光谱仪100A的参照入光组件10A和参照凹面光栅30A的光路距离R1。

举例来说，本实施态样的参照光谱仪100A的中心波长为600nm，范围为200-1000nm，α＝10度，β＝-40度，m＝-1，d＝2um，R1＝60mm，R2＝60mm。依据设变光谱仪的制造方法取得参照光谱仪的必要参数后，整合到设变光谱仪100A’，依据光学原理、必要参数、设变参数与/或光栅方程式sinα+sinβ＝mλ/d设定设变光谱仪的多个自由参数，举例来说设定后的参数例如：设变光谱仪100’的中心波长为600nm，范围为200-1000nm，α’＝10度，β’＝-40度，m’＝-1，d’＝2um，R1’＝70mm，R2’＝60mm。

相应地，参照光谱仪100A还包括参照壳体70A。参照壳体70A包括参照收光侧71A。参照入光组件10A设置于参照壳体70A的参照收光侧71A。设变光谱仪100A’还包括设变壳体70A’。设变壳体70A’包括设变收光侧71A’。参照收光侧71A的宽度较长于设变收光侧71A’。设变收光侧71A’具有突出部712A’。设变入光组件10A’设置于设变壳体70A’的设变收光侧71A’的突出部712A’。

如图23所示为第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第二实施态样的参照光谱仪光路示意图。图24所示为第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第二实施态样的设变光谱仪光路示意图。根据上述设变光谱仪的制造方法还包括，设置至少一设变反射组件60’于设变入光组件10A’和设变凹面光栅30A’之间。换言之，在设变光谱仪100A’的设变入光组件10A’和设变凹面光栅30A’之间增加设置设变反射组件60A’。设变入光组件10A’和设变反射组件60A’之间的光路距离设定为R3’，设变反射组件60A’和设变凹面光栅30A’之间的光路距离设定为R4’。外部待测光通过设变入光组件10A’到设变反射组件60A’，再经设变反射组件60A’反射至设变凹面光栅30A’，且经由设变凹面光栅30A’分光后传递至设变光接收器50A’。在这个实施态样中，参照光谱仪100A和设变光谱仪100A’的光谱范围相同，分辨率相同。

也就是说，设变光谱仪100A’的设变凹面光栅30A’和设变光接收器50A’的光路距离R2’等于参照光谱仪100A的参照凹面光栅30A和参照光接收器50A的距离R2。设变光谱仪100A’的设变凹面光栅30A’条数等于参照光谱仪100A的参照凹面光栅30A条数。设变光谱仪100A’的设变入光组件10A’和设变反射组件60A’的光路距离R3’加上设变反射组件60A’和设变凹面光栅30A’的光路距离R4’等于参照光谱仪100A的参照入光组件10A和参照凹面光栅30A的光路距离R1。

举例来说，本实施态样的参照光谱仪100A的中心波长为600nm，范围为200-1000nm，α＝10度，β＝-40度，m＝-1，d＝2um，R1＝60mm，R2＝60mm。依据设变光谱仪的制造方法取得参照光谱仪的参照参数后，整合到设变光谱仪100A’，并依据光学原理、必要参数、设变参数与/或光栅方程式sinα+sinβ＝mλ/d设定设变光谱仪的多个自由参数，举例来说设定后的参数例如：设变光谱仪100’的中心波长为600nm，范围为200-1000nm，α’＝10度，β’＝-40度，m’＝-1，d’＝2um，R2’＝60mm，R3’＝30mm，R4’＝30mm。

相应地，参照光谱仪100A还包括参照壳体70A。参照壳体70A包括参照收光侧71A。参照入光组件10A设置于参照壳体70A的参照收光侧71A。设变光谱仪100A’还包括设变壳体70A’。设变壳体70A’包括设变收光侧71A’。参照收光侧71A的宽度较长于设变收光侧71A’。设变入光组件10A’设置于设变壳体70A’的设变收光侧71A’。

如图25所示为第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第三实施态样的参照光谱仪光路示意图。图26所示为第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第三实施态样的设变光谱仪光路示意图。在设变光谱仪100A’的设变入光组件10A’和设变凹面光栅30A’之间增加设置反射组件60A’。在这个实施态样中，参照光谱仪100A和设变光谱仪100A’的光谱范围相同，分辨率相同。参照壳体70A的参照收光侧71A具有倾斜部713A，参照入光组件10A设置于倾斜部713A。经由设变光谱仪的制造方法将设变入光组件10A’设置于设变壳体70A’的设变收光侧71A’。

如图27所示为第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第四实施态样的参照光谱仪光路示意图。图28所示为第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第四实施态样的设变光谱仪光路示意图。参照光谱仪100A和设变光谱仪100A’的设定规格中光谱范围和分辨率皆相同。参照入光组件10A和设变入光组件10A’的位置不同。设变光谱仪100A’的设变壳体70A’的设变收光侧71A’具有突出部712A’。参照入光组件10A设置于参照收光侧71A。经由设变光谱仪的制造方法将设变入光组件10A’设置于设变光谱仪100A’的设变收光侧71A’的突出部712A’。参照收光侧71A的宽度较长于设变收光侧71A’。设变光谱仪100A’的设变入光组件10A’和设变反射组件60A’的光路距离R3’加上设变反射组件60A’和设变凹面光栅30A’的光路距离R4’等于参照光谱仪100A的参照入光组件10A和参照凹面光栅30A的光路距离R1。

如图29所示为第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第五实施态样的参照光谱仪光路示意图。图30所示为第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第五实施态样的设变光谱仪光路示意图。在本实施态样中参照光谱仪100A和设变光谱仪100A’的设定规格中光谱范围和分辨率皆相同。在设变光谱仪100A’增加二设变反射组件60A’，其分别设置于设变入光组件10A’和设变凹面光栅30A’之间。以下为方便说明，将二设变反射组件60A’分别定义为第一设变反射组件61A’和第二设变反射组件62A’。特别地，设变入光组件10A’和第一设变反射组件61A’之间的光路距离设定为R5’，第一设变反射组件61A’和第二设变反射组件62A’之间的光路距离设定为R6’，第二设变反射组件62A’和设变凹面光栅30A’之间的光路距离设定为R7’。参照光谱仪100和设变光谱仪100’的分辨率相同，故R1＝R5’+R6’+R7’。

如图31所示为第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第六实施态样的参照光谱仪光路示意图。图32所示为第二选择实施例的设变光谱仪的制造方法中第六实施态样的设变光谱仪光路示意图。在这个实施态样中参照光谱仪100A和设变光谱仪100A’的光谱范围相同。在设变光谱仪100A’增加设变二反射组件60A’，其分别设置于设变入光组件10A’和设变凹面光栅30A’之间。也就是说，设变光谱仪100A’的设变凹面光栅30A’和设变光接收器50A’的光路距离R2’等于参照光谱仪100A的参照凹面光栅30A和参照光接收器50A的光路距离R2。设变光谱仪100A’的设变凹面光栅30A’条数等于参照光谱仪100A的参照凹面光栅30A条数。但是，设变入光组件10A’和第一设变反射组件61A’的光路距离加上第一设变反射组件61’和第二设变反射组件62A’的光路距离加上第二设变反射组件62A’和设变凹面光栅30A’的光路距离不等同参照光谱仪100A的参照入光组件10A和参照凹面光栅30A的光路距离R1。即R1≠R5+R6+R7。另外，参照光谱仪100A还包括参照壳体70A。参照壳体70A具有参照收光侧71A。设变光谱仪100A’还包括设变壳体70A’。设变壳体70A’具有设变收光侧71A’。参照入光组件10A设置于参照收光侧71A。经由设变光谱仪的制造方法将设变入光组件10A’设置于设变光谱仪100A’的设变收光侧71A’。参照收光侧71A的宽度较长于设变收光侧71A’。

请参照图33，为本发明的第三选择实施例的设变光谱仪的制造方法。

本实施例的设变光谱仪的制造方法，包括：

步骤S201取得参照光谱仪的多个参照参数与至少一设定规格，其中参照参数包括至少一必要参数以使参照光谱仪能达到设定规格。

步骤S202设定设变光谱仪具有相同于参照光谱仪的必要参数，使设变光谱仪能达到设定规格。

步骤S203在该设变光谱仪能达到该设定规格下，设定该设变光谱仪的至少一设变参数，包括：

设定该设变光谱仪的设变入光组件位于设变壳体的设变收光侧，其中该参照光谱仪的参照入光组件位于参照壳体的参照收光侧，该设变收光侧短于该参照收光侧。

步骤S204在该设变光谱仪能达到该设定规格数据下，依据光学原理、该必要参数与该设变参数设定该设变光谱仪的多个自由参数。

步骤S205依据该必要参数、该设变参数、该自由参数制作该设变光谱仪。

依据上述方法，在该设变光谱仪能达到该设定规格下，设定该设变光谱仪的该设变参数的步骤，更包括：

设定至少一设变反射组件于该设变入光组件之后。

依据上述设变光谱仪的制造方法，在第三选择实施例的第一实施态样，参照光谱仪100包括参照入光组件10，参照准直面镜20，参照平面光栅30，参照聚焦面镜40以及参照光接收器50。设变光谱仪100’包括设变入光组件10’，设变准直面镜20’，设变平面光栅30’，设变聚焦面镜40’，以及设变光接收器50’。

依据上述设变光谱仪的制造方法，该设定规格包括光谱范围，其中必要参数包括该参照聚焦镜40的焦距、该参照平面光栅30至该参照聚焦镜40的距离与该参照平面光栅30的条数。

依据上述设变光谱仪的制造方法，该设定规格更包括分辨率，其中该必要参数更包括该参照准直镜20的焦距。

依据上述设变光谱仪的制造方法，该设定规格更包括噪声、动态范围与像素数，其中该必要参数更包括该参照入光组件10、该参照准直镜20、该参照平面光栅30、该参照聚焦镜40与该参照光传感器50的相对光路及其组件本体规格。

依据上述设变光谱仪的制造方法，在第三选择实施例的第二实施态样，参照光谱仪100A包括参照入光组件10A，参照凹面光栅30A，参照光接收器50A，以及参照光波导装置80A。设变光谱仪100A’包括设变入光组件10A’，设变凹面光栅30A’，设变光接收器50A’，以及设变光波导装置80A’。

依据上述设变光谱仪的制造方法，该设定规格包括光谱范围，其中该必要参数包括该参照凹面光栅30A至该参照光传感器50A的距离与该参照平面光栅30A的条数。

依据上述设变光谱仪的制造方法，该设定规格包括分辨率，其中该必要参数更包括该参照凹面光栅30A的组件本体规格。

依据上述设变光谱仪的制造方法，该设定规格更包括噪声、动态范围与像素数，其中该必要参数更包括参照入光组件10A、参照凹面光栅30A与参照光接收器50A的相对光路及其组件本体规格。

请参照图34，为本发明的第四选择实施例的设变光谱仪的制造方法。

本实施例的设变光谱仪的制造方法，包括：

步骤S301将参照光谱仪的参照聚焦面镜的焦距参照配置到设变光谱仪的设变聚焦面镜的焦距。

步骤S302将该参照光谱仪的参照平面光栅到该参照聚焦面镜之间的光路距离参照配置到该设变光谱仪的设变平面光栅和该设变聚焦面镜的光路距离。

步骤S303将该参照光谱仪的该参照平面光栅条数参照配置到该设变光谱仪的该设变平面光栅条数。

步骤S304将该设变光谱仪的设变入光组件设置于设变壳体的设变收光侧，其相对引用光谱仪的参照壳体的参照收光侧宽度较窄。

依据上述设变光谱仪的制造方法，参照光谱仪100包括参照入光组件10，参照准直面镜20，参照平面光栅30，参照聚焦面镜40以及参照光接收器50。设变光谱仪100’包括设变入光组件10’，设变准直面镜20’，设变平面光栅30’，设变聚焦面镜40’，以及设变光接收器50’。上述方法中进步地包括，设置至少设变反射组件60’于该设变光谱仪100’的该设变入光组件10’和设变准直面镜20’之间。

特别地，参照光谱仪100A和设变光谱仪100’的分辨率相同时，设变入光组件10’和设变反射组件60’的光路距离r5’加上设变反射组件60’和设变准直面镜20’的光路距离r6’等于参照光谱仪100的参照入光组件10和参照准直面镜20的光路距离r1，即r1＝r5+r6。可以理解的，当参照光谱仪100和设变光谱仪100’的分辨率不同时，则r1≠r5+r6。

进一步地，如图35所示，第四选择实施例的变型实施例的设变光谱仪的制造方法，包括：

步骤S301’将参照光谱仪的参照聚焦面镜的焦距参照配置到设变光谱仪的设变聚焦面镜的焦距。

步骤S302’将该参照光谱仪的参照平面光栅到该参照聚焦面镜之间的光路距离参照配置到该设变光谱仪的设变平面光栅和该设变聚焦面镜的光路距离。

步骤S303’将该参照光谱仪的该参照平面光栅条数参照配置到该设变光谱仪的该设变平面光栅条数。

步骤S304’该参照光谱仪的参照入光组件和参照准直面镜的光路距离参照配置到该设变光谱仪的设变光组件和设变准直面镜的光路距离。

步骤S305’将该设变光谱仪的设变入光组件设置于设变壳体的设变收光侧，其相对引用光谱仪的参照壳体的参照收光侧宽度较窄。

另外，上述方法进一步还包括，设置至少一设变反射组件于该设变光谱仪的该设变入光组件和该设变准直面镜之间。

请参照图36，为本发明的第五选择实施例的设变光谱仪的制造方法。

本实施例的设变光谱仪的制造方法，包括：

步骤S401将参照光谱仪的参照凹面光栅和参照光接收器的光路距离参照配置到设变光谱仪的设变凹面光栅和设变光接收器的光路距离。

步骤S402将该参照光谱仪的该参照凹面光栅条数参照配置到该设变光谱仪的该设变凹面光栅条数。

步骤S403将该设变光谱仪的设变入光组件设置于设变壳体的设变收光侧，其相对引用光谱仪的参照壳体的参照收光侧宽度较窄。

依据上述设变光谱仪的制造方法，参照光谱仪100A包括参照入光组件10A，参照凹面光栅30A，参照光接收器50A，以及参照光波导装置80A。设变光谱仪100A’包括设变入光组件10A’，设变凹面光栅30A’，设变光接收器50A’，以及设变光波导装置80A’。

上述方法进一步地可包括，设置至少一设变反射组件60A’于该设变光谱仪100A’的该设变入光组件10A’和该设变凹面光栅30A’之间。特别地，参照光谱仪100A和设变光谱仪100A’的分辨率相同时，设变入光组件10A’和设变反射组件60A’的光路距离R3’加上设变反射组件60A’和设变凹面光栅30A’的光路距离R4’等于参照光谱仪100A的参照入光组件10A和参照凹面光栅30A的距离R1，即R1＝R3+R4。另外，当参照光谱仪100A和设变光谱仪100A’的分辨率不同时，则R1≠R3+R4。

可以理解的，当设置二设变反射组件60A’于该设变光谱仪100A’的该设变入光组件10A’和该设变凹面光栅30A’之间时，设变入光组件10A’和第一设变反射组件61A’之间的光路距离设定为R5’，第一设变反射组件61A’和第二设变反射组件62A’之间的光路距离设定为R6’，第二设变反射组件62A’和设变凹面光栅30A’之间的光路距离设定为R7’。那么参照光谱仪100和设变光谱仪100’的分辨率不相同时，则R1≠R5’+R6’+R7’；参照光谱仪100和设变光谱仪100’的分辨率相同时，则R1＝R5’+R6’+R7’。

进一步地，如图37所示，第五选择实施例的变型实施例的设变光谱仪的制造方法，包括：

步骤S401’将参照光谱仪的参照凹面光栅和参照光接收器的光路距离参照配置到设变光谱仪的设变凹面光栅和设变光接收器的光路距离。

步骤S402’将该参照光谱仪的该参照凹面光栅条数参照配置到该设变光谱仪100A’的该设变凹面光栅条数。

步骤S403’将该参照光谱仪的参照入光组件和该参照凹面光栅的光路距离参照配置到该设变光谱仪的设变入光组件和该设变凹面光栅的距离。

步骤S404’将该设变光谱仪的设变入光组件设置于设变壳体的设变收光侧，其相对引用光谱仪的参照壳体的参照收光侧宽度较窄。

上述方法进一步地可包括，设置至少一反射组件60A’于该设变光谱仪100A’的该设变入光组件10A’和该设变凹面光栅30A’之间，其中可根据需求设定参照光谱仪100A和设变光谱仪100A’的分辨率是否相同。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (37)

1.一种设变光谱仪的制造方法，其特征在于，包括：

取得参照光谱仪的多个参照参数与至少一设定规格；

整合所述参照光谱仪的所述多个参照参数的至少一必要参数到设变光谱仪，使所述设变光谱仪具有相同于所述参照光谱仪的所述设定规格；

依据光栅方程式得到所述设变光谱仪的多个自由参数；

设定所述设变光谱仪的设变入光组件于设变壳体的设变收光侧，使所述设变收光侧短于所述参照光谱仪的参照壳体的参照收光侧。

2.根据权利要求1所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，还包括：设置至少一设变反射组件于所述设变入光组件和设变准直面镜之间。

3.根据权利要求1所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，还包括：设置至少一设变反射组件于所述设变入光组件和设变凹面光栅之间。

4.根据权利要求1所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，所述设定规格包括光谱范围，所述参照光谱仪的所述必要参数包括参照平面光栅和参照聚焦面镜的光路距离，所述参照聚焦面镜的焦距以及所述参照平面光栅条数，所述设变光谱仪的必要参数包括设变平面光栅和设变聚焦面镜的光路距离，所述设变聚焦面镜的焦距以及所述设变平面光栅条数。

5.根据权利要求4所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，所述设定规格还包括分辨率，所述设变光谱仪的所述必要参数还包括所述设变入光组件和设变准直面镜的光路距离，所述参照光谱仪的所述必要参数还包括参照入光组件和参照准直面镜的光路距离。

6.根据权利要求2所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，所述设定规格包括光谱范围，所述参照光谱仪的所述必要参数包括参照平面光栅和参照聚焦面镜的光路距离，所述参照聚焦面镜的焦距以及所述参照平面光栅条数，所述设变光谱仪的必要参数包括设变平面光栅和设变聚焦面镜的光路距离，所述设变聚焦面镜的焦距以及所述设变平面光栅条数。

7.根据权利要求6所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，所述设定规格还包括分辨率，所述设变光谱仪的所述必要参数还包括所述设变入光组件和所述设变反射组件之间的光路距离加上所述设变反射组件和所述设变准直面镜之间的光路距离，所述参照光谱仪的分辨率设定为参照入光组件和参照准直面镜的光路距离。

8.根据权利要求1所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，所述设定规格包括光谱范围，所述参照光谱仪的所述必要参数包括参照凹面光栅和光接收器的光路距离和所述参照凹面光栅条数，所述设变光谱仪的所述必要参数包括设变凹面光栅和设变光接收器的光路距离和所述设变凹面光栅条数。

9.根据权利要求8所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，所述设定规格还包括分辨率，所述设变光谱仪的所述必要参数包括所述设变入光组件和所述设变凹面光栅的光路距离，所述参照光谱仪的所述必要参数包括参照入光组件和参照凹面光栅的光路距离。

10.根据权利要求3所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，所述设定规格包括光谱范围，所述参照光谱仪的所述必要参数包括参照凹面光栅和光接收器的光路距离和所述参照凹面光栅条数，所述设变光谱仪的所述必要参数包括设变凹面光栅和设变光接收器的光路距离和所述设变凹面光栅条数。

11.根据权利要求10所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，所述设定规格还包括分辨率，所述设变光谱仪的所述必要参数包括所述设变入光组件和所述设变反射组件之间的光路距离加上所述设变反射组件和所述设变凹面光栅之间的光路距离，所述参照光谱仪的所述必要参数包括参照入光组件和参照凹面光栅的光路距离。

12.根据权利要求5所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，所述自由参数包括所述设变准直面镜、所述设变平面光栅、设变聚焦镜为穿透式、反射式及其组合。

13.根据权利要求1至12任一所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，参照入光组件设置于所述参照收光侧的倾斜部，所述设变入光组件设置于所述设变收光侧的突出部，并且所述设变入光组件与所述参照入光组件皆为垂直收光。

14.根据权利要求1至12任一所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，参照入光组件设置于所述参照收光侧的参照凹槽，所述设变入光组件设置于所述设变收光侧的突出部，并且所述设变入光组件与所述参照入光组件皆为垂直收光。

15.一种设变光谱仪的制造方法，其特征在于，包括：

取得参照光谱仪的多个参照参数与至少一设定规格，其中所述多个参照参数包括至少一必要参数以使所述参照光谱仪能达到所述设定规格；

设定所述设变光谱仪具有相同于所述参照光谱仪的所述必要参数，使所述设变光谱仪能达到所述设定规格；

在所述设变光谱仪能达到所述设定规格下，设定所述设变光谱仪的至少一设变参数，包括：

设定所述设变光谱仪的设变入光组件位于设变壳体的设变收光侧，其中所述参照光谱仪的参照入光组件位于参照壳体的参照收光侧，所述设变收光侧短于所述参照收光侧；

在所述设变光谱仪能达到所述设定规格数据下，依据光学原理、所述必要参数与所述设变参数设定所述设变光谱仪的多个自由参数；以及

依据所述必要参数、所述设变参数、所述自由参数制作所述设变光谱仪。

16.根据权利要求15所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，在所述设变光谱仪能达到所述设定规格下，设定所述设变光谱仪的所述设变参数的步骤，还包括：

设定至少一设变反射组件于所述设变入光组件之后。

17.根据权利要求15所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，所述设变入光组件与所述参照入光组件皆为垂直收光。

18.根据权利要求15所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，所述设定规格包括光谱范围，其中所述参照光谱仪包括所述参照壳体、所述参照入光组件、参照准直镜、参照平面光栅、参照聚焦镜，其中所述必要参数包括所述参照聚焦镜的焦距、所述参照平面光栅至所述参照聚焦镜的光路距离与所述参照平面光栅的条数。

19.根据权利要求18所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，所述设定规格还包括分辨率，其中所述必要参数还包括所述参照准直镜的焦距。

20.根据权利要求19所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，所述设定规格还包括噪声、动态范围与像素数，其中所述参照光谱仪还包括参照光传感器，其中所述必要参数还包括所述参照入光组件、所述参照准直镜、所述参照平面光栅、所述参照聚焦镜与所述参照光传感器的相对光路及其组件本体规格。

21.根据权利要求15所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，所述设定规格包括光谱范围，其中所述参照光谱仪包括所述参照壳体、所述参照入光组件、参照凹面光栅与参照光传感器，所述必要参数包括所述参照凹面光栅至所述参照光传感器的光路距离与参照平面光栅的条数。

22.根据权利要求21所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，所述设定规格还包括分辨率，其中所述必要参数还包括所述参照凹面光栅的组件本体规格。

23.根据权利要求22所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，所述设定规格还包括噪声、动态范围与像素数，其中所述必要参数还包括所述参照凹面光栅、参照光传感器、所述参照凹面光栅的相对光路及其组件本体规格。

24.根据权利要求15所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，所述设变光谱仪包括所述设变壳体、所述设变入光组件、设变准直镜、设变平面光栅、设变聚焦镜，其中所述自由参数包括所述设变准直镜、所述设变平面光栅、所述设变聚焦镜为穿透式、反射式及其组合。

25.根据权利要求15所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，所述设变光谱仪包括所述设变壳体、所述设变入光组件、设变准直镜、设变平面光栅、设变聚焦镜，其中所述自由参数包括所述设变平面光栅的闪耀角。

26.根据权利要求15所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，所述设变光谱仪包括所述设变壳体、所述设变入光组件、设变准直镜、设变平面光栅、设变聚焦镜，其中所述自由参数包括所述设变准直镜与所述设变平面光栅的相对法线角度及/或所述设变平面光栅与所述设变聚焦镜的相对法线角度。

27.一种采用根据权利要求15所述的制造方法的设变光谱仪，其特征在于，包括：

所述设变壳体；

所述设变入光组件，位于所述设变壳体的所述设变收光侧，其中所述设变收光侧短于所述参照收光侧；以及

至少一设变反射组件，配置于所述设变入光组件之后。

28.一种设变光谱仪的制造方法，其特征在于，包括：

将参照光谱仪的参照聚焦面镜的焦距参照配置到设变光谱仪的设变聚焦面镜的焦距；

将所述参照光谱仪的参照平面光栅到所述参照聚焦面镜之间的光路距离参照配置到所述设变光谱仪的设变平面光栅和所述设变聚焦面镜的光路距离；

将所述参照光谱仪的所述参照平面光栅条数参照配置到所述设变光谱仪的所述设变平面光栅条数；以及

将所述设变光谱仪的设变入光组件设置于设变壳体的设变收光侧，其相对引用光谱仪的参照壳体的参照收光侧宽度窄。

29.根据权利要求28所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，还包括：所述参照光谱仪的参照入光组件和参照准直面镜的光路距离参照配置到所述设变光谱仪的所述设变入光组件和设变准直面镜的光路距离。

30.根据权利要求28所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，还包括：设置至少一设变反射组件于所述设变光谱仪的所述设变入光组件和设变准直面镜之间。

31.一种设变光谱仪的制造方法，其特征在于，包括：

将参照光谱仪的参照凹面光栅和参照光接收器的光路距离参照配置到设变光谱仪的设变凹面光栅和设变光接收器的光路距离；

将所述参照光谱仪的所述参照凹面光栅条数参照配置到所述设变光谱仪的所述设变凹面光栅条数；以及

将所述设变光谱仪的设变入光组件设置于设变壳体的设变收光侧，其相对引用光谱仪的参照壳体的参照收光侧宽度窄。

32.根据权利要求31所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，还包括：将所述参照光谱仪的参照入光组件和所述参照凹面光栅的光路距离参照配置到所述设变光谱仪的所述设变入光组件和所述设变凹面光栅的距离。

33.根据权利要求31所述的设变光谱仪的制造方法，其特征在于，还包括：置至少一设变反射组件于所述设变光谱仪的所述设变入光组件和所述设变凹面光栅之间。

34.一种采用根据权利要求28所述的制造方法的设变光谱仪，其特征在于，包括：

所述设变入光组件，其用于垂直接收外部待测光；

设变准直面镜；

所述设变平面光栅，其条数等同所述参照光谱仪的参照平面光栅条数；

所述设变聚焦面镜，其焦距等同所述参照光谱仪的参照聚焦面镜的焦距，且所述设变平面光栅和所述设变聚焦面镜的光路距离等同所述参照光谱仪的参照平面光栅和参照聚焦面镜的光路距离；

设变光接收器，其中外部待测光通过所述设变入光组件后，经由所述设变准直面镜到所述设变平面光栅，再经由所述设变平面光栅分光后通过所述设变聚焦面镜聚光至所述设变光接收器；以及

所述设变壳体，所述设变入光组件设置于所述设变壳体的所述设变收光侧，其宽度窄于所述参照光谱仪的所述参照壳体的所述参照收光侧。

35.根据权利要求34所述的设变光谱仪，其特征在于，包括至少一设变反射组件设置于所述设变入光组件和所述设变准直面镜之间。

36.一种采用根据权利要求31所述的制造方法的设变光谱仪，其特征在于，包括：

设变光波导装置，从所述入光组件收入的待测光于所述设变光波导装置前进；

所述设变凹面光栅，其条数等同所述参照光谱仪的所述参照凹面光栅条数；

设变光接收器，其中所述设变凹面光栅和所述设变光接收器的光路距离等同所述参照光谱仪的参照凹面光栅到参照光接收器的光路距离；

设变壳体，所述设变入光组件设置于所述设变壳体的所述设变收光侧，其宽度窄于所述参照光谱仪的所述参照壳体的所述参照收光侧。

37.根据权利要求36所述的设变光谱仪，其特征在于，包括至少一设变反射组件设置于所述设变入光组件和所述设变凹面光栅之间。

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