专利汇可以提供时空协同高精度的光谱测量装置及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 时空 协同高 精度 的 光谱 测量装置及方法, 光源 (1)发出的光经过窄自由谱光纤法珀扫描干涉器(2)到达光谱波段发生单元得到 信号 光;在信号光中 抽取 出一个窄范围的光谱波段,通过输出光纤进入 准直 扩束镜(5),扩束后的圆形光束经柱面透镜(6)整形为 水 平的线状光束,入射至虚像 相位 阵列器(7)产生大 角 度的角色散,形成空间分开的超精细光谱波段窗口,由聚焦透镜(8)汇聚后入射到光电探测器阵列(9),并输入到处理单元10处理,最终得到被测的窄范围光谱波段的光谱信息。与 现有技术 相比,本发明克服了光谱分析中高精度和宽范围的矛盾,适用范围广,满足多通道光微 流体 传感器 高通量测量发展需求。,下面是时空协同高精度的光谱测量装置及方法专利的具体信息内容。
1.一种时空协同高精度的光谱测量装置,其特征在于,该装置包括光源(1)、窄自由谱光纤法珀扫描干涉器(2)、窄自由谱光纤法珀扫描干涉器驱动器(3)、光谱发生单元、准直扩束镜(5)、柱面透镜(6)、虚像相位阵列器(7)、聚焦透镜(8)、光电探测器阵列(9)以及处理单元(10);
光源(1)发出的光经过窄自由谱光纤法珀扫描干涉器(2)到达光谱波段发生单元得到信号光;在信号光中抽取出一个窄范围的光谱波段,通过输出光纤进入准直扩束镜(5),扩束后的圆形光束经柱面透镜(6)整形成为水平的线状光束,入射至虚像相位阵列器(7)产生大角度的角色散,形成空间分开的超精细光谱波段窗口,由聚焦透镜(8)汇聚后入射到光电探测器阵列(9)上,对空间分布的光强度进行光电转换,并输入到处理单元(10)进行采集和处理,最终计算出被测的窄范围光谱波段的光谱信息。
2.如权利要求1所述的时空协同高精度的光谱测量装置,其特征在于,所述光谱波段发生单元由滤波器(4)构成,在信号光中抽取出一个窄范围的光谱波段,通过输出光纤进入准直扩束镜(5)。
3.如权利要求1所述的时空协同高精度的光谱测量装置,其特征在于,所述光谱波段发生单元由波分复用器(11)构成,到达波分复用器的按照光谱范围进行粗分成多个窄范围的光谱波段。
4.如权利要求3所述的时空协同高精度的光谱测量装置,其特征在于,所述多个窄范围的光谱波段通过不同的输出光纤进入多个准直扩束镜(5),形成的多路输出再分别扩束后的圆形光束经柱面透镜(6)整形成为水平的线状光束,分别入射至虚像相位阵列器(7)产生大角度的角色散,形成空间分开的超精细光谱波段窗口,分别由聚焦透镜(8)汇聚后入射到光电探测器阵列(9)上,对空间分布的光强度进行光电转换,并分别输入到处理单元(10)进行采集和处理,最终分别计算出被测的窄范围光谱波段的光谱信息。
5.如权利要求1所述的时空协同高精度的光谱测量装置,其特征在于,所述光谱波段发生单元由波分复用器(11)和光开关(12)构成,所述波分复用器(11)将到达的光按照光谱范围进行粗分成多个光谱波段;所述光开关(12)选通其中一个窄范围的光谱波段,通过输出光纤进入准直扩束镜(5)。
6.一种时空协同高精度的光谱测量方法,其特征在于,该方法包括以下具体步骤:
步骤(1)、宽带光源发出的光通过光纤传输到窄自由谱光纤法珀扫描干涉器中,经过窄自由谱光纤法珀扫描干涉器产生的高精细度、窄自由谱梳状谱调制形成具有梳状谱的光输出;
步骤(2)、具有梳状谱的光信号输入光谱波段发生单元,抽取出一个窄范围的光谱波段,进入到输出光纤中;
步骤(3)、输出光纤的输出光经准直扩束镜形成准直光束,入射到柱面透镜后在水平方向会聚,形成线状光束出射;
步骤(4)、线状光束入射到虚像相位阵列器,在竖直方向按照波长色散展开出射,然后经聚焦透镜会聚,从而虚像相位阵列器构成了空间分开的超精细波段窗口;
步骤(5)、会聚光投射到光电探测器阵列,每个超精细波段窗口占据光电探测器阵列数量为2~18的像元;
步骤(6)、窄自由谱光纤法珀扫描干涉器驱动器驱动窄自由谱光纤法珀扫描干涉器,驱动梳状谱进行扫描,从而在每个超精细光谱波段窗口进行时间域的并行谱线扫描;对应每个超精细波段窗口的光电探测器阵列像元同时将光信号转换电信号,对每个超精细波段窗口所占据所有像元进行累加计算,作为该超精细波段窗口内由窄自由谱光纤法珀扫描干涉器进行时间扫描时得到的一个时刻下的光强度,从而记录下每个超精细波段窗口的光谱信息;
步骤(7)、处理单元对光电探测器阵列输出的电信号进行采集,获得光电探测器阵列不同空间位置的时域扫描值,然后对时空协同获得的数据进行计算获得多条光谱信息;由于是在每个超精细波段窗口的窄自由谱内扫描,同时又是多个波段超精细波段窗口同步扫描,所以实现对多条谱线的高精度宽范围的并行光谱测量。
7.如权利要求6所述的时空协同高精度的光谱测量方法,其特征在于,在所述步骤(2)中,光谱波段发生单元通过滤波器在信号光中抽取出一个窄范围的光谱波段,通过输出光纤进入准直扩束镜。
8.如权利要求6所述的时空协同高精度的光谱测量方法,其特征在于,在所述步骤(2)中,光谱波段发生单元通过波分复用器将到达波分复用器的按照光谱范围进行粗分成多个窄范围的光谱波段。
9.如权利要求8所述的时空协同高精度的光谱测量方法,其特征在于,所述多个窄范围的光谱波段通过不同的输出光纤进入多个准直扩束镜,形成的多路输出再分别扩束后的圆形光束经柱面透镜整形成为水平的线状光束,分别入射至虚像相位阵列器产生大角度的角色散,形成空间分开的超精细光谱波段窗口,分别由聚焦透镜汇聚后入射到光电探测器阵列上,对空间分布的光强度进行光电转换,并分别输入到处理单元进行采集和处理,最终分别计算出被测的窄范围光谱波段的光谱信息。
10.如权利要求9所述的时空协同高精度的光谱测量方法,其特征在于,在所述步骤(2)中,在光谱波段发生单元中将到达波分复用器的光按照光谱范围进行粗分成多个光谱波段,通过光开关选通其中一个窄范围的光谱波段,通过输出光纤进入准直扩束镜。
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