[發明專利]一種快速光譜儀及其測量方法

有效

• 申請號: 200710068109.9
• 申請日: 2007-04-17
• 公開（公告）號: CN101290246A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發明（設計）人: 潘建根;沈海平;丁鵬飛
• 申請（專利權）人: 杭州遠方光電信息有限公司
• 主分類號: G01J3/30
• 分類號: G01J3/30
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司
• 代理人: 林寶堂

1.一種陣列探測光譜儀，包括一個用于測量待測光源光譜功率分布的陣列探測器光譜解析系統(1)，在陣列探測器光譜解析系統(1)上連接有用于采集光信號并將其傳送至陣列探測器光譜解析系統(1)的光信號采集裝置(2)，所述的陣列探測器光譜解析系統(1)與微控制器(3)電連接，其特征在于，它還包括一個用于測量待測光源光度量或輻射度量的參考探頭(4)，該參考探頭(4)通過一個信號轉換電路(5)與上述的微控制器(3)電連接；所述的微控制器(3)與電腦(6)電連接，并可與其進行數據交換；所述電腦(6)將參考探頭(4)的測量值結合陣列探測器光譜解析系統(1)測得的待測光源光譜功率分布進行測量值校正。

2.根據權利要求1所述的陣列探測光譜儀，其特征在于，所述的參考探頭(4)的光電傳感器件為硅光電池；所述的陣列探測器光譜解析系統(1)的光電傳感器件為電荷耦合器件或光電二極管陣列。

3.根據權利要求1所述的陣列探測光譜儀，其特征在于，所述的光信號采集裝置(2)為一個光束收集器(2a)或者一根光纖，所述的光束收集器(2a)包括一根安裝管(2e)，其一端通過連接器(2b)與陣列探測器光譜解析系統(1)的連接裝置(1a)相連，另一端裝有余弦修正器(2c)，在安裝管(2e)內設有用于匯聚光線的凸透鏡(2d)。

4.根據權利要求1所述的陣列探測光譜儀，其特征在于，所述的微控制器(3)通過數據通訊接口與電腦(6)相連，且數據通訊接口為USB數據通訊口，紅外線數據通訊口或藍牙數據通訊口中的任意一種。

5.根據權利要求1～4中任意一項所述的陣列探測光譜儀，其特征在于，所述的參考探頭(4)的相對光譜靈敏度在陣列探測器光譜解析系統所能測量的光譜范圍以外的響應為零；參考探頭(4)和信號轉換電路(5)之間通過導線連接，且該導線為屏蔽線。

6.根據權利要求1所述的陣列探測光譜儀，其特征在于，其光譜測量范圍為380nm～780nm。

7.一種陣列探測光譜儀的測量方法，其特征在于，該方法包括下述內容：

a.微控制器控制陣列探測器光譜解析系統測量得到待測光源的光譜功率分布，并將其輸入至電腦；

b.微控制器控制參考探頭測量待測光源光度量或輻射度量，并將其輸入至電腦；

c.電腦將參考探頭所測得的待測光源光度量或輻射度量結合陣列探測器光譜解析系統測得的待測光源光譜功率分布，通過校正系數進行校正。

8.根據權利要求7所述的陣列探測光譜儀的測量方法，其特征在于，測量待測光源的光度量時，參考探頭測量待測光源的光度量，陣列探測器光譜解析系統測量待測光源的光譜功率分布，按以下公式計算光譜解析校正系數K1：然后將參考探頭所測得的光度量乘以K1，即可得到待測光源的精確光度量；式中V(λ)為已知CIE標準光譜光效率函數，s(λ)_rel為參考探頭的事先已經精確測得的相對光譜靈敏度，P(λ)_S為用于校準參考探頭的標準光源的已知相對光譜功率分布，P(λ)_t為陣列探測器光譜解析系統所測得的待測光源的相對光譜功率分布。

9.根據權利要求7所述的陣列探測光譜儀的測量方法，其特征在于，測量待測光源的輻射度量時，參考探頭測量待測光源的輻射度量，陣列探測器光譜解析系統測量待測光源的光譜功率分布，按以下公式計算光譜解析校正系數K2：參考探頭所測得的輻射度量乘以K2，即可得到待測光源的精確輻射度量；式中s(λ)_rel為參考探頭的事先已經精確測得的相對光譜靈敏度，P(λ)_S為用于校準參考探頭的標準光源的已知相對光譜功率分布，P(λ)_t為陣列探測器光譜解析系統所測得的待測光源的相對光譜功率分布，λ₁～λ₂為所測輻射度量的波長范圍。