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一種基于聲光調(diào)制的光譜測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于聲光調(diào)制的光譜測量裝置，屬于光學(xué)測量【技術(shù)領(lǐng)域】。本實用新型的光譜測量裝置包括沿入射光方向依次設(shè)置的聲光調(diào)制器、光探測器。利用本實用新型進(jìn)行光譜測量時，首先測量不同聲場強度下光探測器所檢測到的光功率，并以得到的光功率數(shù)據(jù)作為增廣矩陣，結(jié)合所述光探測器在不同聲場強度下對不同頻率入射光的探測率所組成的系數(shù)矩陣，建立線性方程組；對該線性方程組求解，得到待測入射光中各頻率分量的光功率，然后對其進(jìn)行線性擬合，并經(jīng)光譜輻射定標(biāo)，得到待測入射光的光譜。相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有抗振動能力強、分辨率高、光譜測量范圍寬等顯著優(yōu)點。
【專利說明】一種基于聲光調(diào)制的光譜測量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種光譜測量裝置，尤其涉及一種基于聲光調(diào)制的光譜測量裝置，屬于光學(xué)測量【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]光譜儀是一種重要的光學(xué)儀器，它是將光學(xué)方法與現(xiàn)代電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相結(jié)合，通過獲取研究物質(zhì)的光譜信息來準(zhǔn)確分析物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組成陳分和含量的重要設(shè)備，隨著光譜儀的發(fā)展，如今它的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)越來越廣泛，如天文觀測、生物研究、醫(yī)學(xué)及醫(yī)藥研究、國防、石油化工等。由于其重要的科研價值，光譜儀更加受到人們的關(guān)注，它已成為現(xiàn)代科學(xué)儀器的中重要的一個組成部分。
[0003]然而，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，對光譜儀提出了更高的要求。特別是在如地質(zhì)礦產(chǎn)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(tǒng)的光譜儀器很難同時達(dá)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的影響，因此不適于野外等特殊環(huán)境測量；而光柵光譜儀分辨率不高，價格也不菲[Yang Jae-chang, et al.Micro-electro-mechanical-systems-based infrared spectrometer composed of mult1-slitgrating and bolometer array, Jap.J.0f Appl.Phys.47 (8)，6943-6948 (2008)]。
[0004]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(dá)到較高的光譜分辨率，結(jié)構(gòu)簡單并且易于制作，用現(xiàn)有的技術(shù)很難實現(xiàn)。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有光譜測量裝置所存在的體積較大、成本較高、制作困難、對振動敏感、分辨率不高、光譜測量范圍較窄等技術(shù)問題，提供一種基于聲光調(diào)制的光譜測量裝置。
[0006]本實用新型的基于聲光調(diào)制的光譜測量裝置，包括沿入射光方向依次設(shè)置的聲光調(diào)制器、光探測器。
[0007]所述聲光調(diào)制器包括位于入射光光路中的聲光介質(zhì)，以及分別設(shè)置于聲光介質(zhì)兩側(cè)的超聲發(fā)生器、吸聲/反射部件。
[0008]進(jìn)一步地，所述基于聲光調(diào)制的光譜測量裝置還包括設(shè)置于聲光調(diào)制器之前的光學(xué)準(zhǔn)直裝置。
[0009]優(yōu)選地，所述光學(xué)準(zhǔn)直裝置包括兩個共焦的透鏡，以及設(shè)置于所述兩個透鏡的共同焦點處的小孔光闌。
[0010]進(jìn)一步地，基于聲光調(diào)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(jìn)一步地，所述計算處理單元還與所述聲光調(diào)制器的控制端連接，可對聲光調(diào)制器進(jìn)行控制。[0011]本實用新型的基于聲光調(diào)制的光譜測量方法，利用沿入射光方向依次設(shè)置的聲光調(diào)制器、光探測器進(jìn)行光譜測量，具體包括以下步驟:
[0012]步驟1、將所述光探測器所能探測的頻率范圍等分為η個頻寬為Af的頻率段，η為大于I的整數(shù)，各頻率段的中心頻率為f\，f2,…匕；
[0013]步驟2、通過所述聲光調(diào)制器對待測入射光進(jìn)行η個不同聲場強度的聲光調(diào)制，并記錄不同聲場強度下光探測器所探測到的調(diào)制光功率，分別記為P1, P2,…Pn ；
[0014]步驟3、通過求解以下方程組得到待測入射光中所包含的頻率為f\，f2,…匕的光功率 P (f\)，P (f2)，…，P (fn):
[0015]
【權(quán)利要求】
1.一種基于聲光調(diào)制的光譜測量裝置，其特征在于，包括沿入射光方向依次設(shè)置的聲光調(diào)制器、光探測器，以及，設(shè)置于聲光調(diào)制器之前的光學(xué)準(zhǔn)直裝置、與所述光探測器信號連接的計算處理單元。
2.如權(quán)利要求1所述基于聲光調(diào)制的光譜測量裝置，其特征在于，所述聲光調(diào)制器包括位于入射光光路中的聲光介質(zhì)，以及分別設(shè)置于聲光介質(zhì)兩側(cè)的超聲發(fā)生器、吸聲/反射部件。
3.如權(quán)利要求1所述基于聲光調(diào)制的光譜測量裝置，其特征在于，所述光學(xué)準(zhǔn)直裝置包括兩個共焦的透鏡，以及設(shè)置于所述兩個透鏡的共同焦點處的小孔光闌。
4.如權(quán)利要求1所述基于聲光調(diào)制的光譜測量裝置，其特征在于，所述計算處理單元還與所述聲光調(diào)制器的控制端連接，可對聲光調(diào)制器進(jìn)行控制。
【文檔編號】G01J3/433GK203719769SQ201320843415
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】楊濤, 許超, 儀明東, 黃維, 李興鰲, 周馨慧, 何浩培, 蔡祥寶 申請人:南京郵電大學(xué)