[发明专利]一种应用于光谱仪器的二级和高级衍射光谱的消除方法

说明书

本发明公开了一种应用于光谱仪器的二级和高级衍射光谱的消除方法，包括如下步骤：1)根据探测器尺寸和光谱仪器的光谱范围设计滤光片尺寸，并对滤光片进行分区镀膜。2)将滤光片贴在探测器表面，并测出不同积分时间下的钨灯光源光谱，对光谱凹陷处进行补偿，与原光谱进行对比，获得修正数据。3)将修正数据烧入光谱仪器下位机EEPROM。通过滤光片和下位机修正获得了一种成本极低的二级和高级衍射光谱消除方法，可以广泛应用于光栅色散型光谱仪器中。

技术领域

本发明属于光谱仪器领域，尤其涉及一种应用于光谱仪器的二级和高级衍射光谱的消除方法。

背景技术

光谱仪器是利用光的色散原理、衍射原理对物质的结构和成分进行观测、分析和处理的设备。广泛应用于科技农业生产、工业流程的监控、生态环境的监测、生物医学的研究以及科学实验、航空航天、军事科技等领域。尤其是基于光栅色散原理的光谱仪器的应用最为广泛。但是光栅型光谱仪器必然存在着二级和高级衍射光谱，与一级光谱重叠使探测器无法区分，因此必须滤除二级和高级衍射光谱。目前滤除二级和高级衍射光谱最为常用的方法是使用滤光片，但是分区镀膜滤光片在测量连续光谱的时候会吸收峰，引起误判。而用线性渐变滤光片成本太高，往往会占一台光谱仪成本的一半左右。更有甚至有些光谱仪器厂家不进行消除二级和高级衍射光谱处理，引起测量错误。

发明内容

为了解决现有的光谱仪器中消除二级和高级衍射光谱时出现的错误、成本高的问题，本发明提供了一种应用于光谱仪器的二级和高级衍射光谱的消除方法，该方法通过普通滤光片、数值修正和下位机烧写修正数据相结合的方法进行消除二级和高级衍射光谱，实现光谱的正确测量、低成本的目的。

一种应用于光谱仪器的二级和高级衍射光谱的消除方法，包括如下步骤：

(1)利用光谱仪器测得钨灯光源的光谱S₀；

(2)根据探测器尺寸设计滤光片尺寸，并根据光谱仪器的测试光谱范围对该滤光片进行分区镀膜；

(3)将分区镀膜后的滤光片贴在探测器表面，并测出不同积分时间下钨灯光源的光谱S_i；

(4)对光谱S_i的凹陷处进行补偿，将光谱S_i与光谱S₀进行对比，获得修正数据；

(5)将修正数据烧入光谱仪器下位机EEPROM；

(6)利用分区镀膜的滤光片和含有修正数据的光谱仪器对任意光源进行测试，获得消除了二级和高级衍射的任意光源的光谱。

所述的光谱仪器为光纤光谱仪、光栅光谱仪等光栅色散性光谱仪器，目的是消除光谱仪器中的二级和高级衍射光谱。所述探测器既可以是线阵的探测器，也可以是面阵的探测器。

步骤(2)中，所述滤光片分区镀膜，镀膜区域根据需要可以无限可分。滤波片的材料根据具体的实际测试光谱范围(λ₁，λ₂)而定，选择透过率高的材料。镀膜分界线在nλ₁处，且nλ₁满足nλ₁<λ₂，n为大于1的自然数；采用掩膜板逐段遮盖的方式，在未遮盖nλ₁～(n+1)λ₁区域镀截止膜，截止波长为nλ₁。整个镀膜后的滤波片透过率大于90％，保证较小的光能损失。膜系材料没有特殊限制，但确保截止波长为nλ₁膜系的厚度小于30微米。