[發明專利]窄帶濾波器的光譜測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201910368686.2
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110208776B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 朱小磊;董俊發;劉繼橋;竹孝鵬;畢德倉;陳衛標
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497;G01J3/28
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種窄帶濾波器的光譜測量裝置，其特征在于，包括激光器(1)，分束器(2)，波長計(3)，第一隔離器(4)，放大器(5)，第二隔離器(6)，倍頻晶體(7),準直鏡(8)，光闌(9)，濾光片(10)，分光鏡(11)，第一聚焦鏡(12)，第一探測器(13)，位置控制系統(14)，溫度控制系統(15)，窄帶濾波器(16)，第二聚焦鏡(17)，第二探測器(18)，信號采集處理系統(19)和信號發生器(20)；

所述的激光器(1)發射的連續光經過分束器(2)后分為兩束，一束進入波長計(3)用于波長監測，另一束進入所述的第一隔離器(4)，經該第一隔離器(4)的出射光經過放大器(5)放大光束功率后，進入第二隔離器(6)，經該第二隔離器(6)的出射光經過倍頻晶體(7)倍頻成二倍頻光，進入準直鏡(8)后輸出準直光束，該準直光束經過光闌(9)控制光斑大小后經濾光片(10)入射到所述的分光鏡(11)，經該分光鏡(11)分束為反射光束和透射光束，所述的反射光束經所述的第一聚焦鏡(12)聚焦后，被所述的第一探測器(13)接收，用于反射光束的功率監測，所述的透射光束依次經所述的窄帶濾波器(16)和第二聚焦鏡(17)入射到第二探測器(18)進行透射光束的功率測量；

所述的窄帶濾波器(16)分別與所述的位置控制系統(14)和溫度控制系統(15)相連，所述的信號采集處理系統(19)分別與所述的第一探測器(13)和第二探測器(18)相連，所述的信號發生器(20)與激光器(1)相連；

所述的信號采集處理系統(19)采集第一探測器(13)和第二探測器(18)的電信號，并傳輸至計算機，通過計算機獲得窄帶濾波器(16)的光譜透過率曲線、峰值透過率和透射光譜寬度。

2.根據權利要求1所述的窄帶濾波器的光譜測量裝置，其特征在于，所述的位置控制系統(14)控制窄帶濾波器(16)的位置與角度，使得的窄帶濾波器(16)中心波長位于高光譜分辨率激光雷達所需的波長處。

3.根據權利要求1所述的窄帶濾波器的光譜測量裝置，其特征在于，所述的溫度控制系統(15)控制窄帶濾波器(16)的溫度。

4.利用權利要求1-3任一所述的窄帶濾波器的光譜測量裝置進行光譜測量的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

①通過信號發生器(20)調制激光器(1)的工作電流，改變激光器(1)的輸出波長λ，使其輸出波長在所需的窄帶濾波器(16)中心波長附近掃頻；

②通過位置控制系統(14)調整窄帶濾波器(16)的位置與角度，使得的窄帶濾波器(16)透射中心波長到所需波長處；

③利用溫度控制系統(15)實現窄帶濾波器(16)的溫度控制，使窄帶濾波器(16)的透過率不受外界環境溫度的影響；

④通過結合信號發生器(20)調制激光器(1)的工作電流得到激光器(1)輸出掃頻波長信息，以及第一探測器(13)測量得到的監測入射光功率對應的響應電壓V_探測器1(λ)和第二探測器(18)測量得到的窄帶濾波器(16)透射光功率對應的響應電壓V_探測器2(λ)；

⑤計算激光掃頻過程中窄帶濾波器(16)的光譜透過率T(λ)，公式如下：

其中，η_分光比是分光鏡(11)的分光比。