[發明專利]一種全自動的光波波長的測量方法及裝置

無效

• 申請號: 201310255735.4
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN103323123A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 朱志平;于衛衛;湯雪穎;銀朝暉
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01J9/00
• 分類號: G01J9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于分析儀器測量設備領域，具體地說,本發明涉及一種全自動的光波波長的測量方法及裝置。

背景技術

目前，單色光波長的測量方法主要有：雙縫干涉測波長、雙棱鏡測波長、麥克爾遜干涉儀測波長、牛頓環測波長以及光柵測波長，但是無論利用以上的哪一種方法來測單色光的波長，均需要人工手動操作，且需要望遠鏡等進行譜線觀察，測量過程非常復雜，誤差較大，另外其主要應用于實驗室內，不能大范圍的推廣。

目前，市場上正在流行的光波長表為Agilent?86120C光波長表和Agilent?86120B光波長表，二者均是以麥克爾遜干涉儀為基礎的儀器，其中Agilent?86120C光波長表測量波長范圍為1270nm到1650nm間的激光波長和光能，Agilent?86120B光波長表測量波長范圍為700nm到1650nm間的激光波長和光能。顯而易見，以上兩種光波長表均存在不可忽視的缺陷：測量范圍小，不能用于檢測紫外以及可見光光波的波長。因此，市場急需開發一種操作簡單、成本低廉、準確度高、測量范圍廣的全自動的光波波長的測量方法及裝置。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種操作簡單、成本低廉、準確度高、測量范圍廣的全自動的光波波長的測量方法及裝置，以克服上述現有技術方法所存在的缺陷和滿足市場的需求。

為了解決上述技術問題，本發明的第一具體技術方案如下：

一種全自動的光波波長的測量方法，系按恒定的轉速不斷循環改變入射光照射到光柵上的角度，利用光柵色散分光原理，從而把入射光中不同波長的光依次篩選出來，然后照射在光電管上，利用光電效應將光強度轉化為光電流，經光電倍增管放大之后，測出此刻光柵所篩選出的光所對應的電流。

根據角度信息采集器所采集的入射光照射到光柵上的入射角角度大小以及光柵本身特性，計算出此刻光柵所篩選出的光的波長。

根據所得波長以及對應電流大小，做出波長-電流曲線圖。

當光源所發出光為單色光時，在光柵的一個轉動循環周期內，波長-電流圖中最大電流所對應波長稱為主波長，該主波長即為單色光所對應波長。

當光源所發出光為復色光時，在光柵的一個轉動循環周期內，光柵所篩選出的波長范圍即為該復色光所含波長范圍，相應波長光波所對應電流的大小即為該波長光波的相應強度。

根據本發明的一種全自動的光波波長的測量方法，其特征在于，所述的光柵系利用光柵色散分光原理，根據夫瑯和費衍射理論，當一束平行光投射到光柵平面時，每條狹縫對光波都會發生衍射，所有狹縫的衍射光又彼此發生干涉，當衍射角符合光柵方程時，在該衍射角方向上的光相疊加將會加強，其它方向光相抵消，進而從入射光中篩選出特定波長的光。

光柵方程：?d(sinθ±sin?i)=?Kλ,（K?=?0、±1、±2?、…）。

式中，+號表示衍射光與入射光在法線同側；﹣號則表示衍射光與入射光位于法線異側。

其中，d代表光柵常數；θ代表衍射角；i代表入射角；K代表級次；λ代表光波波長。

由以上公式可知，當已知光柵常數d、衍射角θ、入射角i和級次K時，可利用上述公式求出光波波長。

根據本發明的一種全自動的光波波長的測量方法，其特征在于，將光源通過第一聚光鏡，匯聚于入射狹縫處，入射光通過第一保護玻璃，經準直鏡轉變為平行光，入射平行光經光柵篩選出特定波長的光，出射光經第二聚光鏡和第二保護玻璃，匯聚于出射狹縫處。

根據本發明的一種全自動的光波波長的測量方法，其特征在于，通過轉動控制器以恒定的轉速不斷循環改變入射光照射到光柵上的角度，從而依次篩選出具有特定波長的出射光。

根據本發明的一種全自動的光波波長的測量方法，其特征在于，出射光照射在光電管上，利用光電效應將光強度轉化為光電流，經光電倍增管放大之后，測出此刻光柵所篩選出的光所對應的電流。

根據本發明的一種全自動的光波波長的測量方法，其特征在于，根據角度信息采集器所采集的入射光照射到光柵上的入射角角度大小以及光柵本身特性，計算出此刻光柵所篩選出的光的波長。

根據本發明的一種全自動的光波波長的測量方法，其特征在于，根據所得波長以及對應電流大小，做出波長-電流曲線圖。

根據本發明的一種全自動的光波波長的測量方法，其特征在于，當光源所發出光為單色光時，在光柵的一個轉動循環周期內，波長-電流圖中最大電流所對應波長即為該單色光所對應波長。