[发明专利]一种波长测量仪

说明书

本发明提供了一种波长测量仪，包括：可替换光源组件、牛顿环仪、图像传感器、处理器；牛顿环仪包括一平凸透镜和平面透镜，平凸透镜的凸面与平面透镜接触；可替换光源组件包括具有相同出光角度的标准光源和待测光源，且标准光源和待测光源的出光光轴都与牛顿环仪的中心轴重合，标准光源和待测光源的出光垂直入射牛顿环仪的平凸透镜侧；图像传感器用于在标准光源和待测光源入射情况下检测牛顿环仪的平面透镜上的干涉环信息并发送至处理器；处理器用于根据干涉环信息和该图像传感器的分辨率确定标准光源和待测光源的干涉环的半径，再根据波长计算公式计算待测光源的波长。

技术领域

本发明涉及计算机测量与光电子技术领域，具体地，涉及一种波长测量仪。

背景技术

双缝干涉、迈克尔逊干涉、衍射光栅、菲涅尔双棱镜等内容都是物理实验中经典的测量波长的方法，实验过程中明暗条纹的间距、清晰度导致条纹“涌入”或“涌出”条数判定都因机械精度的制约不可避免的存在较大误差。这些波长测量实验装置调节过程复杂，测量步骤繁琐，由此获得的测量结果并不理想。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种波长测量仪。

根据本发明提供的一种波长测量仪，包括：可替换光源组件、牛顿环仪、图像传感器、处理器；

所述牛顿环仪包括一平凸透镜和平面透镜，所述平凸透镜的凸面与所述平面透镜接触；

所述可替换光源组件包括具有相同出光角度的标准光源和待测光源，且所述标准光源和待测光源的出光光轴都与所述牛顿环仪的中心轴重合，所述标准光源和待测光源的出光垂直入射所述牛顿环仪的平凸透镜侧；

所述图像传感器用于在所述标准光源和待测光源入射情况下检测所述牛顿环仪的平面透镜上的干涉环信息并发送至所述处理器；

所述处理器用于根据所述干涉环信息和该图像传感器的分辨率确定所述标准光源和

待测光源的干涉环的半径r_标、r_测，再根据波长计算公式r_n²＝(n-1)Rλ，(r″_n)²＝(n-1)k，计算所述待测光源的波长相关系数k_测和标准光源的波长相关系数k_标，其中r_n″是图像传感器测得牛顿环半径，n是干涉级数，b是传感器放大倍数，和s和s′分别是牛顿环物距、像距，R是平凸透镜的曲率半径；

根据所述待测光源的波长相关系数k_测和标准光源的波长相关系数k_标和标准光源的波长λ_标计算所述待测光源的波长

作为一种优化方案，所述干涉环信息包括像素半径r″_标、r_测″，所述处理器进一步用于根据所述像素半径r″_标、r″_测和该图像传感器的分辨率δ确定所述干涉环的半径：其中r_标、r_测，为第n级干涉圆环半径。

作为一种优化方案，所述可替换光源组件包括光源安装座和第一透镜；所述标准光源或待测光源可拆卸地安装于所述光源安装座，使得所述标准光源或待测光源发出的光经过所述第一透镜折射后获得与所述牛顿环仪中心轴平行的出射光。

作为一种优化方案，所述可替换光源组件包括第一透镜、可翻转反射镜、所述标准光源、所述待测光源；

所述可翻转反射镜配置为翻转到预设位置将所述标准光源或所述待测光源发出的光反射入所述第一透镜，使得经过所述第一透镜折射后获得与所述牛顿环仪中心轴平行的出射光。

作为一种优化方案，所述标准光源和所述待测光源相对于所述第一透镜的主光轴对称设置。