[发明专利]一种全自动的光波波长的测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于分析仪器测量设备领域，具体地说,本发明涉及一种全自动的光波波长的测量方法及装置。

背景技术

目前，单色光波长的测量方法主要有：双缝干涉测波长、双棱镜测波长、麦克尔逊干涉仪测波长、牛顿环测波长以及光栅测波长，但是无论利用以上的哪一种方法来测单色光的波长，均需要人工手动操作，且需要望远镜等进行谱线观察，测量过程非常复杂，误差较大，另外其主要应用于实验室内，不能大范围的推广。

目前，市场上正在流行的光波长表为Agilent 86120C光波长表和Agilent 86120B光波长表，二者均是以麦克尔逊干涉仪为基础的仪器，其中Agilent 86120C光波长表测量波长范围为1270nm到1650nm间的激光波长和光能，Agilent 86120B光波长表测量波长范围为700nm到1650nm间的激光波长和光能。显而易见，以上两种光波长表均存在不可忽视的缺陷：测量范围小，不能用于检测紫外以及可见光光波的波长。因此，市场急需开发一种操作简单、成本低廉、准确度高、测量范围广的全自动的光波波长的测量方法及装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种操作简单、成本低廉、准确度高、测量范围广的全自动的光波波长的测量方法及装置，以克服上述现有技术方法所存在的缺陷和满足市场的需求。

为了解决上述技术问题，本发明的第一具体技术方案如下：

一种全自动的光波波长的测量方法，系按恒定的转速不断循环改变入射光照射到光栅上的角度，利用光栅色散分光原理，从而把入射光中不同波长的光依次筛选出来，然后照射在光电管上，利用光电效应将光强度转化为光电流，经光电倍增管放大之后，测出此刻光栅所筛选出的光所对应的电流。

根据角度信息采集器所采集的入射光照射到光栅上的入射角角度大小以及光栅本身特性，计算出此刻光栅所筛选出的光的波长。

根据所得波长以及对应电流大小，做出波长-电流曲线图。

当光源所发出光为单色光时，在光栅的一个转动循环周期内，波长-电流图中最大电流所对应波长称为主波长，该主波长即为单色光所对应波长。

当光源所发出光为复色光时，在光栅的一个转动循环周期内，光栅所筛选出的波长范围即为该复色光所含波长范围，相应波长光波所对应电流的大小即为该波长光波的相应强度。

根据本发明的一种全自动的光波波长的测量方法，其特征在于，所述的光栅系利用光栅色散分光原理，根据夫琅和费衍射理论，当一束平行光投射到光栅平面时，每条狭缝对光波都会发生衍射，所有狭缝的衍射光又彼此发生干涉，当衍射角符合光栅方程时，在该衍射角方向上的光相叠加将会加强，其它方向光相抵消，进而从入射光中筛选出特定波长的光。

光栅方程： d(sinθ±sin i)= Kλ,（K = 0、±1、±2 、…）。

式中，+号表示衍射光与入射光在法线同侧；﹣号则表示衍射光与入射光位于法线异侧。

其中，d代表光栅常数；θ代表衍射角；i代表入射角；K代表级次；λ代表光波波长。

由以上公式可知，当已知光栅常数d、衍射角θ、入射角i和级次K时，可利用上述公式求出光波波长。

根据本发明的一种全自动的光波波长的测量方法，其特征在于，将光源通过第一聚光镜，汇聚于入射狭缝处，入射光通过第一保护玻璃，经准直镜转变为平行光，入射平行光经光栅筛选出特定波长的光，出射光经第二聚光镜和第二保护玻璃，汇聚于出射狭缝处。

根据本发明的一种全自动的光波波长的测量方法，其特征在于，通过转动控制器以恒定的转速不断循环改变入射光照射到光栅上的角度，从而依次筛选出具有特定波长的出射光。

根据本发明的一种全自动的光波波长的测量方法，其特征在于，出射光照射在光电管上，利用光电效应将光强度转化为光电流，经光电倍增管放大之后，测出此刻光栅所筛选出的光所对应的电流。

根据本发明的一种全自动的光波波长的测量方法，其特征在于，根据角度信息采集器所采集的入射光照射到光栅上的入射角角度大小以及光栅本身特性，计算出此刻光栅所筛选出的光的波长。

根据本发明的一种全自动的光波波长的测量方法，其特征在于，根据所得波长以及对应电流大小，做出波长-电流曲线图。

根据本发明的一种全自动的光波波长的测量方法，其特征在于，当光源所发出光为单色光时，在光栅的一个转动循环周期内，波长-电流图中最大电流所对应波长即为该单色光所对应波长。