[發(fā)明專利]采用微動(dòng)探測(cè)器陣列提高光譜分辨率的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610200413.3
• 申請(qǐng)日: 2016-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN105890759B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 祝連慶;何巍;駱飛;劉鋒;婁小平;李紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京信息科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01J3/28
• 分類號(hào): G01J3/28;G01J3/02
• 代理公司: 北京律恒立業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)11416
• 代理人: 顧珊,陳軼蘭

1.一種采用微動(dòng)探測(cè)器陣列提高光譜分辨率的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)，所述解調(diào)系統(tǒng)包括泵浦源、波分復(fù)用器、布拉格光纖光柵、光闌、狹縫、準(zhǔn)直鏡、分光光柵、成像鏡和線陣探測(cè)器、壓電執(zhí)行元件及電壓控制系統(tǒng)，

其中所述泵浦源、波分復(fù)用器和布拉格光纖光柵依次連接，所述波分復(fù)用器同時(shí)連接光闌，

所述泵浦源發(fā)出的光通過波分復(fù)用器的耦合后進(jìn)入布拉格光纖光柵，所述布拉格光纖光柵的反射譜作為注入光進(jìn)入光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)，

注入光通過狹縫后，依次通過準(zhǔn)直鏡、分光光柵、成像鏡的反射，最終匯聚到線陣探測(cè)器上，

其中所述線陣探測(cè)器沿其長(zhǎng)軸方向左右移動(dòng)微小距離；

其中提高光譜分辨率的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)的反饋控制方法即為所述線陣探測(cè)器移動(dòng)微小距離的方法，具體步驟如下：

a)壓電執(zhí)行元件調(diào)節(jié)至最低端，此電壓為初調(diào)電壓；

b)記錄最低端光譜數(shù)據(jù)為初始光譜；

c)小步距調(diào)節(jié)壓電執(zhí)行元件，所述壓電執(zhí)行元件為位置伺服，壓電執(zhí)行元件通過電壓控制系統(tǒng)來控制，使光譜成像于線陣探測(cè)器的位置在最小像素間隔范圍內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)，通過輸入位置指令來控制線陣探測(cè)器進(jìn)行微移動(dòng)，即對(duì)入射光的空間位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，最終確定光譜成像位置，并記錄當(dāng)前光譜；像素的輸出是對(duì)光強(qiáng)曲線的分段積分，調(diào)節(jié)高斯圖像在線陣探測(cè)器上的移動(dòng)距離到達(dá)一個(gè)像素寬度時(shí)，即完成一次掃描，把掃描的各次測(cè)量數(shù)據(jù)分別插值，形成一個(gè)更為平滑的曲線；

d)首次相關(guān)度峰值時(shí)的調(diào)節(jié)電壓記錄為終調(diào)電壓；

e)將初調(diào)電壓與終調(diào)電壓間等分為若干等級(jí)，每次解調(diào)均對(duì)各等級(jí)進(jìn)行測(cè)量，以獲得更高的空間分辨率。

2.如權(quán)利要求1所述的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)，其中所述線陣探測(cè)器移動(dòng)范圍在0-1厘米之間。

3.如權(quán)利要求2所述的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)，其中所述線陣探測(cè)器通過壓電執(zhí)行元件來高速調(diào)整。

4.如權(quán)利要求1所述的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)，其中所述子步驟c)的具體處理過程如下：

像素的輸出是對(duì)光強(qiáng)曲線的分段積分，當(dāng)有256個(gè)像素時(shí)，則可以得到256個(gè)分段積分值：{I0,I1，I2，……..I255}，當(dāng)像素沿某一方向微動(dòng)掃描時(shí)，得到另一數(shù)列：{I0’，I1’，I2’，……..I255’}，將此數(shù)列減去前者,得到：{I0’-I0，I1’-I1，I2’-I2，……I255’-I255，}，即{G1-G0,G2-G1,G3-G2,……}；其中G0表示第0位置的光強(qiáng)真值,G1表示1位置的光強(qiáng)值；對(duì)此數(shù)列進(jìn)行求和，得到{G255-G0}，這樣得到的是第一次微調(diào)后的新值，然后是第二次微調(diào)后的新值，如果微調(diào)了N次，就得到N次的插值。