一種高級光譜校正方法
2023-12-11 17:44:27 3
專利名稱：一種高級光譜校正方法
一種高級光譜校正方法
技術領域：
本發明屬於光譜輻射測量領域，具體涉及消除光譜儀高級光譜的校正方法。背景技術：
凹面光柵在主截面的光柵方程式cKsini+sine) = m λ，當光柵常數d確定，Hi1 λ工 =m2 λ 2 = m3 λ 3 = m4 λ 4 =...時，各相應的衍射角相等時(θ1= θ2= θ3= θ4 = .··)， 短波段的高級次譜線就會在長波段光譜的對應位置出現，稱為光柵光譜的「級次重疊」。光譜不受其它級次光譜重疊的波段稱為自由光譜範圍。在實際應用中，光譜儀器的測量範圍往往大於自由光譜範圍，其測量結果包含高級次光譜是影響光譜儀器測量精度的重要因素，不同級次光譜的重疊引起光譜分析的錯誤，有時甚至導致光譜儀器無法工作，因此在光譜儀器的設計中必須消除疊級現象。傳統的消除高級光譜的方法是在重疊光譜波段使用長通濾色片來消除高級次光譜，雖然這種方法能夠消除短波段對光譜儀器測量範圍內光譜的影響，但存在較多缺陷一方面該方法使得光譜儀器的設計較為複雜；另一方面，在測量過程中切入濾色片會降低光譜儀器的測量速度，且對於某些測量波段特別寬的光譜儀器，通常還需要使用多個長通濾色片逐段測量待測光源光譜，測量速度將大大降低，特別是對快速光譜儀影響較大。針對上述問題，公開號為CN1598504A的發明中公開了利用長通濾色片計算得到異級光譜信號比來消除高級次光譜，這種方法雖然在進行分離高級次光譜測量時，擺脫了多次切入長通濾色片的問題，使得光譜儀器的測量速度有一定程度的提高，但也存在較多缺陷第一，利用該技術實現的光譜儀器在消除高級光譜時，每次只能消除一個級次的光譜，若需要同時消除不同級次的光譜，則必須要事先測量不同級次的異級光譜信號比，效率低且耗時；第二， 利用該技術實現的光譜儀器的異級光譜信號比仍然需要切入長通濾色片才能計算得到， 儀器設計複雜程度並不能得到改善；第三，由於長通濾色片在長波部分的透過率很難達到 100%，使得利用該方法計算得到的異級光譜信號比準確性較低，光譜校正效果不佳。
發明內容為了克服現有技術中存在的上述缺陷，本發明旨在提供設計簡單，操作方便，能夠一次性校正光譜儀器測量波段內所有級次的短波高級光譜帶來的測量誤差的方法，不僅測量準確度高且速度快。為達到上述目的，本發明採用了下列技術方案本發明所述的一種高級光譜校正方法，所述的光譜儀器的光譜測量範圍為(Xmin， λ _)，其中最大測量波長λ _是最小測量波長Xmin的兩倍以上，(Xmin，2 Xmin)區域為短波自由波段，QXmin，AmJ區域為長波疊加波段，使用光輻射僅限於短波自由波段的校準光源校正任意待測光源的高級光譜，其步驟為(a)測量所述校準光源在短波自由波段的一級光譜功率分布I1U 『 s)( Amin <λ' s<2Xmin)和長波疊加波段的高級光譜功率分布IiU 『 s)(Amin< λ' s< 2 Xmin，i = 2, 3,4…· η) ο(b)若光譜儀器的解析度為Δ λ，則由步驟(a)得到的短波高級光譜功率IiU 『 s)與光譜儀器長波波段的對應位置一級光譜重疊，即長波重疊波段的波長
(λω η+χ. Δ λ)與短波自由波段的波長Umin+X· Δ λ)對應重疊，其
權利要求
1.一種高級光譜校正方法，其特徵在於，光譜儀器的光譜測量範圍為(Xmin，λ_)，其中最大測量波長λΜΧ是最小測量波長Xmin的兩倍以上，(λω η，2λ_)區域為短波自由波段，OXmin，AmJ區域為長波疊加波段，使用光輻射僅限於短波自由波段的校準光源校正任意待測光源的高級光譜，其步驟為(a)測量所述校準光源在短波自由波段的一級光譜功率分布IJA's) (Amin < λ' s < 2 λ min)和長波疊加波段的高級光譜功率分布Ii ( λ 『 s) (Amin < λ 『 s < 2 λ min，i = 2， 3,4.. . . η)；(b)將IiU' s)與I1U 『 s)分別按對應波長位置的光譜輻照度值相比，得到該光譜儀器的高級光譜函數 AU 『 s) ( λ min < λ 『 s< 2Amin, i = 2,3,4....η)；(c)測量任意待測光源全波段的光譜功率分布ImUa)Umin < Aa< AmJ ；(d)用步驟(b)得到的高級光譜函數fiU『 s)乘以步驟(C)中測得待測光源在短波自由波段的光譜功率，得到高級光譜功率；步驟(c)中測得的長波疊加波段的光譜功率減去對應的高級光譜功率，並與所述短波自由波段的光譜功率結合，得到校正後的待測光源全波段光譜功率分布Ic ( λ a) ( λ min < λ a < λ max)。
2.如權利要求1所述的一種高級光譜校正方法，其特徵在於，所述的校準光源為一個光譜範圍在短波自由波段的任意窄帶光源，或所述的校準光源為多個光譜範圍位於短波自由波段的窄帶光源組合。
3.如權利要求1所述的一種高級光譜校正方法，其特徵在於，所述的校準光源為波長連續可調的雷射，或者為一個或多個波長位於短波自由波段內的雷射。
4.如權利要求1所述的一種高級光譜校正方法，其特徵在於，使用寬帶連續光源和短通濾色片/帶通濾色片相結合的方法獲得校準光源。
5.如權利要求1所述的一種高級光譜校正方法，其特徵在於，所述的校準光源在短波自由波段內具有無功率區域，採用插值方法得到無功率區域的高級光譜函數。
6.如權利要求1所述的一種高級光譜校正方法，其特徵在於，採用定標光源對光譜儀定標時，先測量和計算出高級光譜函數，並用來校正光譜儀對定標光源的光譜響應值，得到校正的光譜響應，利用校正的光譜響應定標光譜儀的光譜靈敏度。
全文摘要
本發明公開了一種高級光譜校正方法，利用光輻射僅限於短波自由波段的校準光源測量計算出光譜儀器的高級光譜函數，利用該函數可對光譜儀器所測量光源的測量結果進行校正，得到較為精確的測量值。利用本發明公開的高級光譜校正方法，無須改變光譜儀器的內部構造，設計簡單，使用方便，通過一次測量通用的高級光譜校正函數即可校正光譜儀器測量波段內所有級次的短波高級光譜，測量準確度高且速度快。
文檔編號G01J3/28GK102155991SQ20111006683
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月18日 優先權日2011年3月18日
發明者李倩, 楊培芳, 潘建根 申請人:杭州遠方光電信息股份有限公司