CN117629405A - 光谱仪 - Google Patents

Abstract

一种光谱仪，包括：入光部件，配置为接收并传输探测光，将所述探测光束引入光谱仪内；镜面反射面，与所述入光部件的光轴平行设置，且与所述入光部件间隔预定距离，配置为镜面反射所述入光部件输出的探测光中第一光束，所述第一光束与探测光中的第二光束干涉，其中第二光束未被镜面反射面反射；透镜模组，设置在第一光束和第二光束的行进路径上，配置为会聚所述第一光束和第二光束；以及探测器，设置在所述透镜模组远离所述入光部件和镜面反射面的一侧，配置为接收所述第一光束和第二光束的干涉光信号并生成电信号。

Description

光谱仪

技术领域

本公开涉及光谱仪技术领域，具体而言，涉及一种光谱仪。

背景技术

光谱仪又称分光仪是以光电倍增管、CCD传感器等光探测器测量光谱不同波长位置强度的装置。它由一个入射狭缝，一个色散***，一个成像***和出射狭缝或传感器组成。以色散元件将辐射源的电磁辐射分离出所需要的波长或波长区域，并在选定的波长上(或扫描某一波段)进行强度测定。常规的光栅光谱仪通常需要大面积光栅、复杂的光路设计，结构复杂，且波长分辨率受制于仪器的结构尺寸。傅里叶变换光谱仪使用了和传统光栅光谱仪不同的原理，可以实现高波长分辨率的测量，但因为其需要机械扫描不同光程差下的干涉信号，测量速度慢。

发明内容

本公开提供一种光谱仪，包括：

入光部件，配置为接收并传输探测光，将所述探测光束引入光谱仪内；

镜面反射面，与所述入光部件的光轴平行设置，且与所述入光部件间隔预定距离，配置为镜面反射所述入光部件输出的探测光中第一光束，所述第一光束与探测光中的第二光束干涉，其中第二光束未被镜面反射面反射；

透镜模组，设置在第一光束和第二光束的行进路径上，配置为会聚所述第一光束和第二光束；以及

探测器，设置在所述透镜模组远离所述入光部件和镜面反射面的一侧，配置为接收所述第一光束和第二光束的干涉光信号并生成电信号。

在一些实施例中，所述透镜模组包括：

第一透镜，所述第一透镜的第一光轴平行于所述镜面反射面，所述第一透镜的入瞳面与所述入光部件间隔第一距离；

第二透镜设置在所述第一透镜远离所述入光部件一侧，所述第二透镜的第二光轴与所述第一光轴共轴，所述第二透镜的出瞳面与所述探测器间隔第二距离。

在一些实施例中，所述探测器包括光电探测器，所述光电探测器生成的电信号与所述探测光的光谱辐射亮度满足下式：

I(λ)表示所述探测光中波长为λ的光束的光谱辐射亮度，I(x)表示光电探测器x处像素上的电信号，C表示仪器常数，h表示入光部件与所述镜面反射面之间的预定距离，f₂表示第二距离。

在一些实施例中，所述第一透镜包括第一平凸透镜，所述第一平凸透镜的凸面面向所述入光部件；以及

所述第二透镜包括第二平凸透镜，设置在第一平凸透镜远离所述入光部件的一侧，且与所述第一平凸透镜并行设置，所述第二平凸透镜的凸面背向所述入光部件，

所述第一平凸透镜的第一焦距等于所述第一距离，所述第二平凸透镜的第二焦距等于所述第二距离，且所述第一焦距等于第二焦距。

在一些实施例中，所述光谱仪还包括：

线偏振片，设置在所述第一透镜和第二透镜之间，配置为允许透过偏振方向平行于纸面且垂直于所述镜面反射面的偏振光，吸收偏振方向垂直于所述纸面的偏振光。

在一些实施例中，所述光谱仪还包括：

第三透镜，设置在所述入光部件的输出端处，配置为减小由所述入光部件输出的探测光的发散角。

在一些实施例中，所述入光部件的输出端位于所述第三透镜的齐明点，配置为减小由所述入光部件输出的探测光的像差。

在一些实施例中，所述第三透镜包括半球部分和圆柱部分，所述圆柱部分远离所述半球部分的端面面向所述入光部件的输出端，所述第三透镜满足以下关系：

其中，d表示圆柱部分的高度，r表示半球部分的半径，n表示第三透镜的折射率。

在一些实施例中，所述第一透镜包括第一平凸透镜，所述第一平凸透镜的凸面面向所述入光部件；以及

所述第二透镜包括第二平凸透镜，设置在第一平凸透镜远离所述入光部件的一侧，且与所述第一平凸透镜并行设置，所述第二平凸透镜的凸面背向所述入光部件，

所述第一平凸透镜的第一焦距等于所述第二距离，所述第二平凸透镜的第二焦距等于所述第二距离，

所述第二距离与所述第一距离满足以下关系:

其中，f₁表示第一距离，f₂表示第二距离，r表示半球部分的半径，n表示第三透镜的折射率。

在一些实施例中，所述入光部件包括光纤或狭缝。

相对于相关技术，本公开的实施例至少具有以下技术效果：

本公开中的光谱仪采用入光部件匹配镜面反射面使得入光部件输出的探测光的一部分经镜面反射面反射后与探测光的另一部分形成干涉，经过透镜组聚焦后由探测接收并探测。本公开中的光谱仪对比于光栅光谱仪，在同等体积的限制下波长分辨率高；对比于傅里叶变换光谱仪，本公开中的光谱仪无移动部件，结构简单测量速度快。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本公开一些实施例提供的光谱仪的结构示意图；

图2为图1中透镜模组的结构示意图；

图3为本公开另一些实施例提供的光谱仪的结构示意图；

图4为图3中所示的第三透镜的结构示意图。

具体实施方式

为更清楚地阐述本公开的目的、技术方案及优点，以下将结合附图对本公开的实施例进行详细的说明。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。应当理解，下文对于实施例的描述旨在对本公开的总体构思进行解释和说明，而不应当理解为是对本公开的限制。在说明书和附图中，相同或相似的附图标记指代相同或相似的部件或构件。为了清晰起见，附图不一定按比例绘制，并且附图中可能省略了一些公知部件和结构。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。措词“一”或“一个”不排除多个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”“顶”或“底”等等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。当一个元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。

本领域中，常规的光栅光谱仪通常需要大面积光栅、复杂的光路设计，例如包括结构复杂的准直***、聚焦***，结构复杂，不易制造，且通常存在运动组件，容易损坏，可靠性能差。

为了克服上述问题，本公开提供一种光谱仪，包括：入光部件，配置为接收并传输探测光，将所述探测光束引入光谱仪内；镜面反射面，与所述入光部件平行设置，且与所述入光部件间隔预定距离，配置为镜面反射所述入光部件输出的探测光中第一光束，所述第一光束探测光中的第二光束干涉，其中第二光束未被镜面反射面反射；透镜模组，设置在第一光束和第二光束的行进路径上，配置为会聚所述第一光束和第二光束；以及探测器，设置在所述透镜模组远离所述入光部件和镜面反射面的一侧，配置为接收所述第一光束和第二光束的干涉光信号并生成电信号。

本公开中的光谱仪采用入光部件匹配镜面反射面使得入光部件输出的探测光的一部分经镜面反射面反射后与探测光的另一部分形成干涉，经过透镜组聚焦后由探测接收并探测，本公开中的光谱仪无移动部件，结构简单，制造成本低。

以下对本公开中的光谱仪进行具体介绍。

图1为本公开一些实施例提供的光谱仪的结构示意图，图1为截面示意图。如图1所示，本公开一些实施例提供一种光谱仪100，光谱仪100包括入光部件10、镜面反射面20、透镜模组30以及探测器40。

入光部件10配置为接收并传输探测光，将所述探测光束引入光谱仪内，探测光由光谱仪外部引入光谱仪内，探测光例如为外界光源发射，或者由外界物体反射，入光部件10输出的探测光例如为狭缝光束，在其他实施例中，入光部件10输出的探测光还可以为单模光纤的圆形端面，其通过狭缝约束为狭缝光束，在另外的实施例中，入光部件10输出的探测光还可以为点光束。

镜面反射面20与所述入光部件10平行设置，且与所述入光部件10间隔预定距离d，镜面反射面20配置为镜面反射所述入光部件输出的探测光中第一光束L1，所述第一光束L1与探测光中的第二光束L2干涉，其中第二光束未被镜面反射面20反射。镜面反射面20例如为蒸镀有高反射率的金属反射层的表面，表面粗糙度极小，入射至镜面反射面20的光基本上无损地被镜面反射。

由于第一光束L1和第二光束L2均来源于入光部件10同一时刻输出的探测光，第一光束L1和第二光束L2振动频率相同、振动方向相同。第一光束L1经过镜面反射面20反射后，其传输路径与第二光束L2的传输路径基本上平行，两者相位差恒定，两者满足干涉条件。

第一光束L1可以看作是入光部件10相对于镜面反射面20的像输出的光束，此时可以认为入光部件10和其镜面反射面20的像形成双缝干涉。

本公开一些实施例中的，第一光束L1和第二光束L2指的是探测光中任一波长的光，探测光中可能包括多种波长的光，对于其中任一波长的光来说，都可以利用入光部件10与镜面反射面20的配合来形成干涉。

透镜模组30设置在第一光束L1和第二光束L2的行进路径上，配置为会聚所述第一光束L1和第二光束L2。透镜模组30例如包括具有会聚功能的透镜或者透镜组，使得第一光束L1和第二光束L2干涉形成的干涉条纹形成在透镜模组30的焦平面上，而避免第一光束L1和第二光束L2干涉形成的干涉条纹形成在远方，导致光谱仪的尺寸过大。

探测器40设置在所述透镜模组30远离所述入光部件10和镜面反射面20的一侧，配置为接收所述第一光束L1和第二光束L2的干涉光信号并生成电信号。探测器40例如为光电探测器，其感光面接收第一光束L1和第二光束L2干涉光信号，即干涉条纹，探测器40将接收得到的干涉光信号转化为电信号。基于探测器40生成的电信号，可以确定探测光中各波长光强的分布。

本公开实施例中的光谱仪采用入光部件匹配镜面反射面使得入光部件输出的探测光的一部分经镜面反射面反射后与探测光的另一部分形成干涉，经过透镜组聚焦后由探测接收并探测，本公开实施例中的光谱仪无移动部件，结构简单，制造成本低。

在一些实施例中，图2为图1中透镜模组的结构示意图。如图1和图2所示，所述透镜模组30包括第一透镜31和第二透镜32。第一透镜31的第一光轴平行于所述镜面反射面20，所述第一透镜的入瞳面与所述入光部件10间隔第一距离f₁。具体地，第一透镜31面向入光部件10的出光方向，且所述第一透镜的入瞳面与所述入光部件10的输出端在平行于镜面反射面20的方向上间隔第一距离f₁。

第二透镜32设置在所述第一透镜31远离所述入光部件10一侧，所述第二透镜32的第二光轴与所述第一透镜31的第一光轴共轴，所述第二透镜32的出瞳面与所述探测器40间隔第二距离f₂。具体地，第一透镜31和第二透镜32并排设置，且两者光轴共轴，所述第二透镜32的出瞳面与所述探测器40的感光面在平行于镜面反射面20的方向上间隔第二距离f₂。

第一透镜31和第二透镜32组成的透镜模组30将第一光束L1和第二光束L2干涉形成的干涉条纹形成在透镜模组30的焦平面上，而避免第一光束L1和第二光束L2干涉形成的干涉条纹形成在远方，导致光谱仪的尺寸过大。

在一些实施例中，所述探测器40包括光电探测器，所述光电探测器生成的电信号与所述探测光的光谱辐射亮度满足下式：

I(λ)表示所述探测光中波长为λ的光束的光谱辐射亮度，I(x)表示光电探测器x处像素上的电信号，C表示仪器常数，h表示入光部件与所述镜面反射面之间的预定距离，f₂表示第二距离。其中，仪器常数C与具体的光学器件的指标，例如透镜的透过率、探测器的响应等有关，可由定标过程确定。

根据探测器40生成的电信号，可以确定所述探测光在传感器不同位置的光信号的强度，再通过上述公式中描述的电信号与光信号的关系，可以得到中任一波长光束的光谱辐射亮度，即确定探测光中各波长光束的分布。

在一些实施例中，如图1和图2所示，所述第一透镜31包括第一平凸透镜，以下亦称为第一平凸透镜31，所述第一平凸透镜31的凸面面向所述入光部件10。所述第二透镜32包括第二平凸透镜，以下亦称为第二平凸透镜32，第二平凸透镜32设置在第一平凸透镜31远离所述入光部件10的一侧，且与所述第一平凸透镜31并行设置，所述第二平凸透镜32的凸面背向所述入光部件10，即所述第二平凸透镜32的凸面面向探测器40的感光面。

所述第一平凸透镜31的第一焦距等于所述第一距离f₁，所述第二平凸透镜的第二焦距等于所述第二距离f₂，且所述第一焦距等于第二焦距。此时第一距离f₁与第二距离f₂相等。例如，第一平凸透镜31和第二平凸透镜32为完全相同的平凸透镜，两者平面相对设置，如图2所示。

如此设计，入光部件10的输出端设置在第一平凸透镜31的焦平面上，探测器40的感光面设置在第一平凸透镜31的焦平面上。采用该种设计，基于两个平凸透镜的相互对称性，可以减小由两个透镜构成的成像***的像差，特别是彗差

具体地，一些实施例中，第一距离f₁例如为200mm，第二距离f₂例如为200mm，h例如为0.5mm，此时所述光电探测器生成的电信号与所述探测光的光谱辐射亮度满足如下关系：

其中积分是对探测器的所有像素积分，仪器常数C通过定标来确定。

在一些实施例中，如图1所示，所述光谱仪100还包括线偏振片50，线偏振片50设置在所述第一透镜31和第二透镜32之间，配置为允许透过偏振方向平行于纸面且垂直于所述镜面反射面的偏振光，吸收偏振方向垂直于所述纸面的偏振光。即线偏振片50允许偏振方向位于图1中XY坐标平面内平行于Y方向的偏振光通过，阻止并吸收偏振方向垂直于图1中XY坐标平面的偏振光。两个偏振方向的偏振光经过镜面反射面反射后，会产生相对的相位差，进而导致两种偏振光最终形成的干涉条纹不重合，为了避免该种现象，通过线偏振片50只允许透过一个偏振方向的光来保证精确探测。

图3为本公开另一些实施例提供的光谱仪的结构示意图，图3为截面示意图。如图3所示，本公开一些实施例提供一种光谱仪100，光谱仪100包括入光部件10、镜面反射面20、透镜模组30、探测器40以及第三透镜60。

入光部件10配置为接收并传输探测光，将所述探测光束引入光谱仪内，探测光由光谱仪外部引入光谱仪内，探测光例如为外界光源发射，或者由外界物体反射，入光部件10输出的探测光例如为狭缝光束，在其他实施例中，入光部件10输出的探测光还可以为单模光纤的圆形端面，其通过狭缝约束为狭缝光束，在另外的实施例中，入光部件10输出的探测光还可以为点光束。

镜面反射面20与所述入光部件10平行设置，且与所述入光部件10间隔预定距离d，镜面反射面20配置为镜面反射所述入光部件输出的探测光中第一光束L1，所述第一光束L1与探测光中的第二光束L2干涉，其中第二光束未被镜面反射面20反射。镜面反射面20例如为蒸镀有高反射率的金属反射层的表面，表面粗糙度极小，入射至镜面反射面20的光基本上无损地被镜面反射。

由于第一光束L1和第二光束L2均来源于入光部件10同一时刻输出的探测光，第一光束L1和第二光束L2振动频率相同、振动方向相同。第一光束L1经过镜面反射面20反射后，其传输路径与第二光束L2的传输路径基本上平行，两者相位差恒定，两者满足干涉条件。

第一光束L1可以看作是入光部件10相对于镜面反射面20的像输出的光束，此时可以认为入光部件10和其镜面反射面20的像形成双缝干涉。

本公开一些实施例中的，第一光束L1和第二光束L2指的是探测光中任一波长的光，探测光中可能包括多种波长的光，对于其中任一波长的光来说，都可以利用入光部件10与镜面反射面20的配合来形成干涉。

如图3所示，所述光谱仪100还包括第三透镜60，第三透镜60设置在所述入光部件10的输出端处，配置为减小由所述入光部件10输出的探测光的发散角，且不损失光强。第三透镜60例如为会聚透镜，例如可以及将入光部件10的输出端的发散角减小为原来1/2至1/3。

透镜模组30设置在第一光束L1和第二光束L2的行进路径上，配置为会聚所述第一光束L1和第二光束L2。透镜模组30例如包括具有会聚功能的透镜或者透镜组，使得第一光束L1和第二光束L2干涉形成的干涉条纹形成在透镜模组30的焦平面上，而避免第一光束L1和第二光束L2干涉形成的干涉条纹形成在远方，导致光谱仪的尺寸过大。

探测器40设置在所述透镜模组30远离所述入光部件10和镜面反射面20的一侧，配置为接收所述第一光束L1和第二光束L2的干涉光信号并生成电信号。探测器40例如为光电探测器，其感光面接收第一光束L1和第二光束L2干涉光信号，即干涉条纹，探测器40将接收得到的干涉光信号转化为电信号。基于探测器40生成的电信号，可以确定探测光中各波长光强的分布。

本公开实施例中的光谱仪采用入光部件匹配镜面反射面使得入光部件输出的探测光的一部分经镜面反射面反射后与探测光的另一部分形成干涉，经过透镜组聚焦后由探测接收并探测，本公开实施例中的光谱仪无移动部件，结构简单，制造成本低。

在一些实施例中，如图3所示，所述入光部件10的输出端11位于所述第三透镜60的齐明点处，配置为减小由所述入光部件10输出的探测光的像差。

图4为图3中所示的第三透镜的结构示意图，如图4所示，所述第三透镜60包括半球部分61和圆柱部分62，所述圆柱部分62远离所述半球部分61的端面面向所述入光部件10的输出端11。半球部分61的半径与圆柱部分62的半径相同，两者为一体结构。半球部分61的弧面朝向透镜模组30。

所述第三透镜60满足以下关系：

其中，d表示圆柱部分的高度，r表示半球部分的半径，n表示第三透镜的折射率。

采用该种设计，所述入光部件10的输出端11位于所述第三透镜60的齐明点处，可以减小第三透镜所产生的球差和彗差。

在一些实施例中，图3中透镜模组亦采用图2中透镜模组的结构。如图2至图4所示，所述透镜模组30包括第一透镜31和第二透镜32。第一透镜31的第一光轴平行于所述镜面反射面20，所述第一透镜的入瞳面与所述入光部件10间隔第一距离f₁。具体地，第一透镜31面向入光部件10的出光方向，且所述第一透镜的入瞳面与所述入光部件10的输出端在平行于镜面反射面20的方向上间隔第一距离f₁。

第二透镜32设置在所述第一透镜31远离所述入光部件10一侧，所述第二透镜32的第二光轴与所述第一透镜31的第一光轴共轴，所述第二透镜32的出瞳面与所述探测器40间隔第二距离f₂。具体地，第一透镜31和第二透镜32并排设置，且两者光轴共轴，所述第二透镜32的出瞳面与所述探测器40的感光面在平行于镜面反射面20的方向上间隔第二距离f₂。

第一透镜31和第二透镜32组成的透镜模组30将第一光束L1和第二光束L2干涉形成的干涉条纹形成在透镜模组30的焦平面上，而避免第一光束L1和第二光束L2干涉形成的干涉条纹形成在远方，导致光谱仪的尺寸过大。

在一些实施例中，如图2至图4所示，所述第一透镜31包括第一平凸透镜，以下亦称为第一平凸透镜31，所述第一平凸透镜31的凸面面向所述入光部件10。所述第二透镜32包括第二平凸透镜，以下亦称为第二平凸透镜32，第二平凸透镜32设置在第一平凸透镜31远离所述入光部件10的一侧，且与所述第一平凸透镜31并行设置，所述第二平凸透镜32的凸面背向所述入光部件10，即所述第二平凸透镜32的凸面面向探测器40的感光面。

所述第一平凸透镜的第一焦距等于所述第二距离f₂，所述第二平凸透镜的第二焦距等于所述第二距离f₂，所述第二与所述第一距离满足以下关系:

其中，f₁表示第一透镜的入瞳面与所述入光部件间隔的第一距离，f₂第二透镜的出瞳面与所述探测器的感光面在平行于镜面反射面的方向上间隔的第二距离，r表示半球部分的半径，n表示第三透镜的折射率。

例如，第一平凸透镜31和第二平凸透镜32为完全相同的平凸透镜，两者平面相对设置，如图2所示。如此设计，入光部件10的输出端经过第三透镜后产生的虚像设置在第一平凸透镜31的焦平面上，探测器40的感光面设置在第一平凸透镜31的焦平面上。采用该种设计，基于两个平凸透镜的相互对称性，可以减小由两个透镜构成的成像***的像差，特别是彗差。

在一些实施例中，所述探测器40包括光电探测器，所述光电探测器生成的电信号与所述探测光的光谱辐射亮度满足下式：

I(λ)表示所述探测光中波长为λ的光束的光谱辐射亮度，I(x)表示光电探测器x处像素上的电信号，C表示仪器常数，h表示入光部件与所述镜面反射面之间的预定距离，f₂表示第二距离。其中，仪器常数C与具体的光学器件的指标，例如透镜的透过率、探测器的响应等有关，可由定标过程确定。

如上所述，图3所示的实施例的结构与图1所示的实施例的结构相类似，不同之处在于，相较于图1所示的实施例，增加了第三透镜，在保证探测效果的同时，进一步降低了第一透镜的入瞳面与所述入光部件间隔的第一距离f₁，使得光谱仪的尺寸可以进一步限缩。

在一些实施例中，可以使用一个已知光谱分布的标准光源，例如确定温度的黑体光源照射入光部件10，此时I(λ)已知，再通过测量探测器上的光强分布，通过如下公式来确定仪器常数C。

在一些实施例中，所述入光部件10包括光纤或狭缝，狭缝例如为单个狭缝，入光部件10输出的探测光例如为经过狭缝的光束狭缝例如垂直于XY平面。

综上，本公开提供的光谱仪采用入光部件匹配镜面反射面使得入光部件输出的探测光的一部分经镜面反射面反射后与探测光的另一部分形成干涉，经过透镜组聚焦后由探测接收并探测，本公开中的光谱仪无需设置移动部件、分光装置、衍射光栅等组件，结构简单，制造成本低。

最后应说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种光谱仪，其特征在于，包括：

入光部件，配置为接收并传输探测光，将所述探测光束引入光谱仪内；

镜面反射面，与所述入光部件的光轴平行设置，且与所述入光部件间隔预定距离，配置为镜面反射所述入光部件输出的探测光中第一光束，所述第一光束与探测光中的第二光束干涉，其中第二光束未被镜面反射面反射；

透镜模组，设置在第一光束和第二光束的行进路径上，配置为会聚所述第一光束和第二光束；以及

探测器，设置在所述透镜模组远离所述入光部件和镜面反射面的一侧，配置为接收所述第一光束和第二光束的干涉光信号并生成电信号。

2.根据权利要求1所述的光谱仪，其中，所述透镜模组包括：

第一透镜，所述第一透镜的第一光轴平行于所述镜面反射面，所述第一透镜的入瞳面与所述入光部件间隔第一距离；

第二透镜设置在所述第一透镜远离所述入光部件一侧，所述第二透镜的第二光轴与所述第一光轴共轴，所述第二透镜的出瞳面与所述探测器间隔第二距离。

3.根据权利要求2所述的光谱仪，其中，所述探测器包括光电探测器，所述光电探测器生成的电信号与所述探测光的光谱辐射亮度满足下式：

I(λ)表示所述探测光中波长为λ的光束的光谱辐射亮度，I(x)表示光电探测器x处像素上的电信号，C表示仪器常数，h表示入光部件与所述镜面反射面之间的预定距离，f₂表示第二距离。

4.根据权利要求2或3所述的光谱仪，其中，

所述第一透镜包括第一平凸透镜，所述第一平凸透镜的凸面面向所述入光部件；以及

所述第二透镜包括第二平凸透镜，设置在第一平凸透镜远离所述入光部件的一侧，且与所述第一平凸透镜并行设置，所述第二平凸透镜的凸面背向所述入光部件，

所述第一平凸透镜的第一焦距等于所述第一距离，所述第二平凸透镜的第二焦距等于所述第二距离，且所述第一焦距等于第二焦距。

5.根据权利要求2或3所述的光谱仪，其中，所述光谱仪还包括：

线偏振片，设置在所述第一透镜和第二透镜之间，配置为允许透过偏振方向平行于纸面且垂直于所述镜面反射面的偏振光，吸收偏振方向垂直于所述纸面的偏振光。

6.根据权利要求2或3所述的光谱仪，其中，所述光谱仪还包括：

第三透镜，设置在所述入光部件的输出端处，配置为减小由所述入光部件输出的探测光的发散角。

7.根据权利要求6所述的光谱仪，其中，所述入光部件的输出端位于所述第三透镜的齐明点，配置为减小由所述入光部件输出的探测光的像差。

8.根据权利要求6或7所述的光谱仪，其中，所述第三透镜包括半球部分和圆柱部分，所述圆柱部分远离所述半球部分的端面面向所述入光部件的输出端，所述第三透镜满足以下关系：

其中，d表示圆柱部分的高度，r表示半球部分的半径，n表示第三透镜的折射率。

9.根据权利要求7所述的光谱仪，其中，所述第一透镜包括第一平凸透镜，所述第一平凸透镜的凸面面向所述入光部件；以及

所述第二透镜包括第二平凸透镜，设置在第一平凸透镜远离所述入光部件的一侧，且与所述第一平凸透镜并行设置，所述第二平凸透镜的凸面背向所述入光部件，

所述第一平凸透镜的第一焦距等于所述第二距离，所述第二平凸透镜的第二焦距等于所述第二距离，

所述第二距离与所述第一距离满足以下关系:

其中，f₁表示第一距离，f₂表示第二距离，r表示半球部分的半径，n表示第三透镜的折射率。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的光谱仪，其中，所述入光部件包括光纤或狭缝。