本发明属于光谱检测，尤其涉及一种集成光谱光源和光谱探测器的可调光程光谱探头。
背景技术：
1、光谱检测具备快速、无损、绿色等优点，被广泛应用于化学、生物、材料、农业、地质等领域。传统的光谱探头由多模光纤构造，包括光谱光路组件和采样光谱组件，光谱光路组件与采样光谱组件采用分离式设计，这种结构综合性能差，主要体现在以下几方面：
2、1、分离式设计导致光谱光源光路和光谱采样光路在样品测试位置分离，无法获得高质量的样品吸收光谱信息；
3、2、采样光谱组件中作为光谱探头的多模光纤容易弯曲，造成漏光，影响光谱数据的稳定性；光谱探头除需要大口径的多模光纤外，还需针对光源光纤和探测器光纤进行各种形式的分离组合以及光纤熔接加工，成本高昂；
4、3、由于光纤内径小，通常只有几十微米，而且要求入射的孔径角非常小，致使光谱光源以及样品反射光谱和光纤之间的耦合效率很低，极大影响了光谱探头的光谱照明效率和光谱采样效率。
5、4、未涉及光谱照明光路的杂散光处理，降低了光谱检测信息的对比度。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种集成光谱光源和光谱探测器的可调光程光谱探头，实现了光谱光源和光谱探测器的集成，降低成本的同时，提高了光谱光源照明效率和光谱采样效率、样品吸收光谱信息质量等综合性能，解决了上述现有由多模光纤构造的光谱探头存在的不足。
2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种集成光谱光源和光谱探测器的可调光程光谱探头，包括光谱光源、第一聚光镜、反射镜、半反半透镜、样品聚光镜、纳米金颗粒透过板、第二聚光镜、光谱探测器以及吸光池；
4、所述光谱光源、第一聚光镜与反射镜依次连接构成光谱照明光路组件，反射镜在光谱照明光路上呈夹角放置；
5、所述半反半透镜作为共用结构，其一方面依次与第二聚光镜、光谱探测器相连构成光谱采样光路组件，另一方面依次与样品聚光镜、纳米金颗粒透过板相连构成光谱照明光路与光谱采样光路共用的重叠光路组件，再一方面与吸光池构成杂散光吸收组件；半反半透镜与反射镜相连，且在重叠光路中呈与反射镜在光谱照明光路上相同夹角放置；
6、所述光谱采样光路组件与光谱照明光路组件同侧并行设置，且光谱光源、第一聚光镜和反射镜的中心连线与光谱探测器、第二聚光镜与半反半透镜的中心连线平行，半反半透镜、样品聚光镜与纳米金颗粒透过板的中心连线与光谱探测器、第二聚光镜与半反半透镜的中心连线的延长线重合；吸光池与半反半透镜的中心连线与光谱照明光路和光谱采样光路垂直。
7、进一步的，所述反射镜在光谱照明光路上呈45度夹角放置，半反射透镜在重叠光路上同样呈45度夹角设置。
8、进一步的，所述第一聚光镜、第二聚光镜和样品聚光镜的光学参数、结构尺寸均相同。
9、进一步的，所述吸光池采用黑色吸光涂料或者黑色绒布贴附。
10、进一步的，所述吸光池位于半反半透镜的正下方，所述吸光池为内凹池，其凹口正对光谱照明光路，且凹口宽度略大于或等于光谱照明光路宽度。
11、进一步的，所述样品聚光镜与纳米金颗粒透过板之间设有参比板，参比板90度旋转设置在光谱采样光路上。
12、更进一步的，所述参比板为高反射率的漫反射板。
13、采用上述技术方案后，本发明具有了以下优点：
14、1）本发明通过与光谱照明光路方向成45度夹角放置的反射透镜、以及与重叠光路方向呈45度夹角放置的半反半透镜实现光谱照明光路组件与光谱采样光路组件的集成，大幅提高了光谱光源照明效率和光谱采样效率。
15、2）由于半反射透镜与重叠光路方向呈45度夹角设置，使得待测样品反射回来的采样光在样品聚光镜与半反射透镜之间，半反射透镜与第一聚光镜之间形成的光线均为平行光线，因此光谱探头的长度可以按照不同的使用场景进行长度调节。
16、3）本发明光谱采样光路组件与光谱照明光路组件同侧并行设置，配合第一聚光镜、第二聚光镜和样品聚光镜的光学参数、结构尺寸均相同，增强了结构的紧凑性，简化了制备工作，并降低大幅度降低了制作成本。
17、4）本发明的吸光池位于半反半透镜的正下方，其能够将光谱照明光路经过半反半透镜透射形成的杂散光，在内凹吸光池内部进行多次反射吸收，大幅降低光谱照明光路产生的杂散光影响。
18、5）本发明的纳米金颗粒透过板覆盖在待测样品上，通过纳米金颗粒透过板的设置大幅提升样品的光谱吸光度。
1.一种集成光谱光源和光谱探测器的可调光程光谱探头，其特征在于：包括光谱光源、第一聚光镜、反射镜、半反半透镜、吸光池、样品聚光镜、参比板、纳米金颗粒透过板、第二聚光镜、以及光谱探测器；
2.根据权利要求1所述的一种集成光谱光源和光谱探测器的可调光程光谱探头，其特征在于：所述反射镜在光谱照明光路上呈45度夹角放置，半反射透镜在重叠光路上同样呈45度夹角设置；吸光池位于半反半透镜下方；纳米金颗粒板位于样品聚光镜外侧。
3.根据权利要求1或2任一项所述的一种集成光谱光源和光谱探测器的可调光程光谱探头，其特征在于：所述第一聚光镜、第二聚光镜和样品聚光镜的光学参数、结构尺寸均相同。
4.根据权利要求1所述的一种集成光谱光源和光谱探测器的可调光程光谱探头，其特征在于：所述吸光池采用黑色吸光涂料或者黑色绒布贴附。
5.根据权利要求1所述的一种集成光谱光源和光谱探测器的可调光程光谱探头，其特征在于：所述吸光池为内凹池，其凹口正对光谱照明光路，且凹口宽度略大于或等于光谱照明光路宽度。
6.根据权利要求1所述的一种集成光谱光源和光谱探测器的可调光程光谱探头，其特征在于：所述样品聚光镜与纳米金颗粒透过板之间设有参比板，参比板90度旋转设置在光谱采样光路上。
7.根据权利要求6所述的一种集成光谱光源和光谱探测器的可调光程光谱探头，其特征在于：所述参比板为高反射率的漫反射板。
