[发明专利]获得测量光谱的方法

说明书

技术领域

本发明涉及分光光谱仪，特别涉及获得测量光谱的方法。

背景技术

分光光谱仪中应用最广泛的是傅立叶变换型光谱仪与光栅型分光光谱仪。

傅立叶变换型光谱仪采用双光束干涉原理，使相干光束间的相位差连续变化，同步记录下条纹的光强变化曲线即干涉图，然后对干涉图进行傅立叶变换而获得光谱图。傅立叶变换型光谱仪具有波长间隔小、波长重复性好等优点，但有体积笨重、信噪比较差等缺点。

光栅分光型光谱仪是采用光栅的色散分光原理把多色光在空间上分开，将入射狭缝成像于出射狭缝上，在出射狭缝上获得光谱图。

美国专利US4969739公开了一种扫描型分光光谱仪，如图1所示，具体技术方案为：电机带动光栅高速转动，通过与光栅连接的编码器对光栅的位置进行定位，并反馈对电机进行控制。该光谱仪可以每秒获得近2次光谱，信噪比较好；但也有如下不足：1、结构较复杂，需要使用编码器、反馈装置、光栅定位装置去定位所述光栅；2、性能较差，编码器的性能决定了光谱仪的一些性能，由于编码器的光栅定位装置的机械要求高，结果造成光谱仪的性能较差，如最小波长间隔较大、波长重复性较差；同时，引入的机械变化也降低了波长的准确性；3、定标麻烦，由于其采样的间隔点是光栅的机械位置决定的，所以还必需通过机械与光学的关系决定波长点，需要多个标准波长点才能较准确的定标波长。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中的上述不足，提供了工作精度好、定标容易的获得测量光谱的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种获得测量光谱的方法，包括以下步骤：

a、参考光经过入射狭缝、色散元件、出射狭缝后被接收，上述光路中还放置有光学平板；随着色散元件的转动，逐步得到包含相对波数信息、具有周期性的参考信号；

b、提取所述参考信号中的特征点，所述特征点与所述色散元件的所处位置对应；

c、测量光经过所述入射狭缝、所述色散元件、所述出射狭缝后被接收；当所述色散元件转动到所述特征点对应的色散元件所处位置时，触发测量光信号的采集，从而得到测量光强度与相对波数对应的测量光谱。

作为优选，所述特征点是周期性出现的点。

作为优选，步骤a、c中的色散元件都经历一个转动周期。

作为优选，在步骤b中，把所述特征点与色散元件所处位置的对应转换为特征点与色散元件的转动时间的对应；步骤c中，当色散元件的转动时间等于所述特征点对应的色散元件的转动时间时，触发测量光信号的采集。

作为优选，所述方法还包括标定步骤：将标定光源置放在所述入射狭缝前，标定光经过所述入射狭缝、所述色散元件、所述出射狭缝后被接收，随着色散元件的转动，逐步得到与所述色散元件所处位置对应的标定光强度信号；利用标定光强度信号中的特征波长去标定步骤c中的测量光谱，从而得到测量光强度与绝对波数对应的测量光谱。

本发明的基本原理是：利用参考光在光学平板中发生多光束干涉得到etalon条纹(如，两个峰间波数相差1/2nL，n为光学平板的折射率，L为光学平板的厚度)，利用波形中包含相对波数信息的特征点(如周期性出现的点)去触发测量光信号的采集，从而获得波数等间隔的测量光谱。

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

1、结构简单，无需编码器、反馈控制及机械定位装置；

2、性能较好，测量光谱的采样间隔直接由波长特性决定，而采样间隔可通过改变光学平板的厚度来实现，无需机械与光学关系的转化，受机械稳定性影响小，保证了高度的准确性与重复性；

3、定标容易，由于获得的测量光谱是测量光强度与相对波数间的对应关系，因此，只需用一个波长点即可完成对波长域的标定。

附图说明

图1是一种现有的光谱仪的结构示意图；

图2是本发明的一种光谱仪的结构示意图；

图3是本发明的另一种光谱仪的结构示意图；

图4是本发明的光谱仪获得的参考信号、光谱示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详尽描述。

实施例1：