[實用新型]基于磁光調制的光譜測量裝置

有效

• 申請號: 201420001022.5
• 申請日: 2014-01-02
• 公開（公告）號: CN203719770U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 楊濤;許超;周馨慧;黃維;儀明東;李興鰲;何浩培;劉輝
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G01J3/447
• 分類號: G01J3/447
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 楊楠

技術領域

本實用新型涉及一種光譜測量裝置，屬于光學測量技術領域。

背景技術

光譜儀是一種重要的光學儀器。它是將光學方法與現代電子數據處理系統相結合，通過獲取所研究物質的光譜信息來精確分析物質的結構、成分和含量的基本設備。光譜儀具有分析精度高、測量范圍大、速度快等優點，廣泛應用于冶金、地質、石油化工、醫藥衛生、環境保護等領域，也是軍事偵察、宇宙探索、資源和水文探測等必不可少的遙感設備（參見文獻[李全臣，蔣月娟。光譜儀器原理[M]，北京；北京理工大學出版社，1999]）。光譜技術的應用幾乎覆蓋了所有的科學領域，包括醫藥、化學、地質學、物理及天文學等，從海洋的底部到遙遠的宇宙，光譜儀為我們收集周圍世界的信息。?

然而，隨著科學技術的迅猛發展，對光譜儀提出了更高的要求。特別是在如地質礦產勘探、微流控和星載分析等一些特殊場合，需要光譜儀能抗振動干擾能力強、光譜測量分辨率高、測量的波長范圍大、功耗小和能夠快速、實時、直觀地獲取光譜信號，顯然，傳統的光譜儀器很難同時達到上述要求。譬如目前商用傅里葉變換光譜儀不僅體積較大、對振動敏感、測量范圍主要在紅外波段，而且其分辨率受動鏡移動范圍影響，因此不適于野外等特殊環境測量；而光柵光譜儀分辨率不高，價格也不菲（參見文獻[Yang?Jae-chang,?et?al.?Micro-electro-?mechanical-systems-based?infrared?spectrometer?composed?of?multi-slit?grating?and?bolometer?array,?Jap.?J.?of?Appl.?Phys.?47(8),6943-6948(2008)]）。

因此，對于光譜儀來說，要求其在具有抗振動的同時能夠降低成本，性能上能夠達到較高的光譜分辨率，結構簡單并且易于制作，用現有的技術很難實現。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于克服現有技術所存在的成本較高、制作困難、對振動敏感、分辨率不高、波長測量范圍較窄等技術問題，提供一種基于磁光調制的光譜測量裝置。

本實用新型的基于磁光調制的光譜測量裝置，包括沿入射光方向依次設置的第一偏振片、磁光調制器件、第二偏振片、光探測器。

進一步地，所述基于磁光調制的光譜測量裝置還包括設置于第一偏振片之前的光學準直裝置。

進一步地，所述基于磁光調制的光譜測量裝置還包括與所述光探測器信號連接的計算處理單元。

更進一步地，所述計算處理單元與所述磁光調制器件的控制端連接，可對磁光調制器件的磁場強度進行控制。

本實用新型基于磁光調制的光譜測量方法，使用以上任一技術方案所述基于磁光調制的光譜測量裝置，包括以下步驟：

步驟1、將所述光探測器所能探測的頻率范圍等分為n個頻寬為Δf的頻率段，n為大于10的整數，各頻率段的中心頻率為f₁,?f₂,…f_n?；

步驟2、令待測入射光依次通過第一偏振片、磁光調制器件、第二偏振片，并通過所述磁光調制器件進行n個不同磁場強度的磁光調制，用這n個磁場強度下所述光探測器所探測到的值分別減去環境噪聲后，得到一組數值，記為P₁,?P₂,…P_n；?

步驟3、通過求解以下方程組得到待測入射光中各頻率分量f₁,?f₂,…f_n的大小P（f₁）,?P（f₂）,…，P（f_n）：