光譜儀多波長校準系統(tǒng)技術(shù)方案

本實用新型專利技術(shù)揭示了新型光譜儀校準系統(tǒng)。包括校準程序、寬譜光源，Gas?Cell或者Comb?Filter，以及元件中相互連接的光纖。其中所述的寬譜光源發(fā)出的寬譜光通過多波長標定元件，在光譜上形成特定的峰谷分布，用于計算光譜儀測試的偏差值，從而校準光譜儀。具有成本低、校準方法簡單、校準速度較快以及校準精度高等優(yōu)點，適用于大型企業(yè)對生產(chǎn)線上批量光譜儀器設備的校準。該實用新型專利技術(shù)的使用能夠克服現(xiàn)有汞燈特征譜線或者激光器校準方法只能校準一到二個波長位置的偏差，或者校準波長的整體平移，對于每個波長點偏差不一致的光譜儀校準效果很差的缺點，大幅度提高通信、儀器等產(chǎn)業(yè)測試和校準光譜儀的速度。（*該技術(shù)在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種光譜儀多波長校準系統(tǒng)，尤其是指一種采用標準件Gas cell的光譜吸收位置作為參考，對光譜儀進行多個波長的校準的系統(tǒng)，具有成本低、校準方法簡單、校準速度較快以及校準精度高等優(yōu)點，大幅度提高通信、儀器等產(chǎn)業(yè)測試和校準光譜儀的速度，適用于大型企業(yè)對生產(chǎn)線上批量光譜儀器設備的校準，對依靠光譜儀生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量及可靠性也有很大的影響。
技術(shù)介紹
目前，通信、儀器、測試等領(lǐng)域中越來越多的產(chǎn)品內(nèi)部都包含有光學元件，特別是使用在一定光譜范圍下的光學元件，都需要使用光譜儀進行測試。而光譜儀的精度尤其是波長精度不僅直接影響光學元件的使用性能，而且對產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性及壽命也至關(guān)重 要?，F(xiàn)在較為成熟的用于校準光譜儀的方法主要有利用汞燈特征譜線或者激光器等來校準，這些方法的測試分辨率及測量精度較高，但是也存在明顯的不足，如只能校準一到二個波長位置的偏差，或者校準波長的整體平移，對于每個波長點偏差不一致的光譜儀校準效果很差等缺點。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)涉及一種光譜儀多波長校準系統(tǒng)，尤其是指一種采用標準件Gas cell的光譜吸收位置作為參考，對光譜儀進行多個波長的校準的系統(tǒng)，具有成本低、校準方法簡單、校準速度較快以及校準精度高等優(yōu)點，大幅度提高通信、儀器等產(chǎn)業(yè)測試和校準光譜儀的速度，適用于大型企業(yè)對生產(chǎn)線上批量光譜儀器設備的校準，對依靠光譜儀生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量及可靠性也有很大的影響。本技術(shù)能夠克服現(xiàn)有汞燈特征譜線或者激光器校準方法只能校準一到二個波長位置的偏差，或者校準波長的整體平移，對于每個波長點偏差不一致的光譜儀校準效果很差的缺點，大幅度提高通信、儀器等產(chǎn)業(yè)測試和校準光譜儀的速度，對依靠光譜儀生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量及可靠性也有很大的影響。本技術(shù)所采用的技術(shù)方案為采用標準件Gas cell的光譜吸收位置作為參考，對光譜儀進行多個波長的校準。具體方案如下I.使用光譜儀在一定范圍內(nèi)(以1520_1570nm為例)掃描Gas cell,獲得Gascell的光譜數(shù)據(jù)。2.使用自制程序?qū)as cell吸收峰進行Lorentzian曲線擬合,得到光譜數(shù)據(jù)中Gas cell吸收峰光波長位置。3.使用2中得到的Gas cell吸收峰波長位置和NIST所公布的Gas cell吸收峰所在波長位置進行比較，得到每個吸收峰的偏差。在C波段，Gas cell有51個標定的吸收峰，可以得到51個不同波長位置的離散偏差值。4.將此51個波長偏差的波長位置作為橫軸，偏差值作為縱軸，得到光譜誤差線。使用曲線來擬合光譜誤差線，得到光譜儀偏差的數(shù)學模型。5.使用4中得到的數(shù)學模型，可以得到校準光譜范圍內(nèi)光譜儀偏差的連續(xù)波長偏差值，利用軟件對光譜儀掃描的每個波長點添加補償量，從而校準光譜儀的波長偏差。光譜儀多波長校準系統(tǒng)，其特征在于包括校準程序、寬譜光源(如ASE光源)、多波長標定元件(如Gas Cell或者Comb Filter)以及元件中相互連接的光纖,其中所述的寬譜光源發(fā)出的寬譜光通過多波長標定元件，在光譜上形成特定的峰谷分布，用于計算光譜儀測試的偏差值，從而建立數(shù)學模型得到連續(xù)偏差值作為光譜儀的補償數(shù)據(jù)，對光譜儀測試得到的結(jié)果進行修正·。進一步地，前述的光譜儀多波長校準系統(tǒng)，其特征在于使用自制程序?qū)ascell吸收峰進行Lorentzian曲線擬合,得到光譜數(shù)據(jù)中Gas cell吸收峰光波長位置。Lorentzian曲線擬合可以減少校準誤差。進一步地，前述的光譜儀多波長校準系統(tǒng)，其特征在于運行校準程序后，首先檢查光譜儀偏差情況。檢查結(jié)果將會在程序面板上顯示，并且自動保存校準前、后的數(shù)據(jù)和圖片，便于檢查。本技術(shù)廣泛具有成本低、校準方法簡單、校準速度較快以及校準精度高等優(yōu)點，適用于要求高精度光譜測試的各個領(lǐng)域，尤其是適用于大型企業(yè)對生產(chǎn)線批量光譜測試儀器的校準，成本低，速度快。附圖說明圖I為光譜儀多波長校準系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖中各附圖標記的含義為I 校準程序；2 待校準光譜儀；3 多波長標定兀件；4 寬譜光源；5 出光光纖接口 ；6 光纖。圖2為光譜儀多波長校準系統(tǒng)校準程序界面。圖3為光譜儀多波長校準系統(tǒng)校準前后光譜儀誤差對比圖。具體實施方式為了快速方便的校準光譜儀的波長偏差，本技術(shù)揭示了一種采用標準件Gascell的光譜吸收位置作為參考，對光譜儀進行多個波長的校準的系統(tǒng)，具有成本低、校準方法簡單、校準速度較快以及校準精度高等優(yōu)點，適用于大型企業(yè)對生產(chǎn)線上批量光譜儀器設備的校準。該光譜儀多波長校準系統(tǒng)包括寬譜光源及光譜標準件Gas Cell。下面以實例光譜儀來闡述校準系統(tǒng)的具體實施方式。該光譜校準系統(tǒng)的具體實施方式分為兩步(一 )系統(tǒng)的連接將寬譜光源的出光口用光纖連接到Gas Cell的一端，將Gas Cell的另一端連接到光譜儀的測試端口。將光譜儀的I/O 口接到計算機相應I/O 口上，使計算機可以通過校準控制光譜儀。( 二 )校準運行圖2所示程序，首先檢查光譜儀偏差情況。檢查結(jié)果將會在程序面板上顯示，并且會保存圖片和數(shù)據(jù)文件存檔。點擊“校準”按鍵，再次運行此程序，則程序?qū)⑦M行光譜儀的校準操作，得到校準前 后對比圖，圖3中a和b為校準前后光譜儀誤差對比圖。可以看到，校準前，光譜儀的波長誤差在+/-IG左右，校準后，誤差在+/-0. I左右。精度提高5-10倍，有效提高了設備的使用價值。通過以上結(jié)構(gòu)及測試方法的描述，本技術(shù)的實質(zhì)性特征已明確，其效果主要歸結(jié)為以下幾點I.以往光譜儀校準一般采用汞燈特征譜線或者激光器來校準，只能校準一到二個波長位置的偏差，或者校準波長的整體平移，對于每個波長點偏差不一致的光譜儀校準效果很差。而本方案采用了多個波長測量，建立數(shù)學模型的方法，可以對光譜儀每個掃描點均進行校準，可以非常有效的校準各波長偏差不同的光譜儀，對于各波長偏差相同的光譜儀同樣有效。 2.使用軟件進行上述步驟，校準時間短，校準時間就是光譜儀掃描一次的時間。校準精度高，一般可以達到+/-0. 2G(1. 6pm)以內(nèi)，比光譜儀自身精度(IOpm)提高5 10倍左右。3.所有步驟均有軟件自動完成，避免了操作員的主觀誤差。4.軟件保存校準前后數(shù)據(jù)，方便檢查。綜上所述，本技術(shù)能夠高精度的校準光譜儀的各類波長誤差。通過實施例的具體描述，其結(jié)構(gòu)特征及測試方法已被詳細地公示，但凡基于上述實施例及其測試方法所作的等效替換或簡單修改，均應該被包含于本技術(shù)專利請求的專利保護范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.光譜儀多波長校準系統(tǒng)，其特征在于包括校準程序、寬譜光源、Gas Cell或者CombFilter以及元件中相互連接的光纖，其中所述的寬譜光源發(fā)出的寬譜光通過多波長標定元件，在光譜上形成特定的峰谷分布，用于計算光譜儀測試的偏差值，從而校準光譜儀。專利摘要本技術(shù)揭示了新型光譜儀校準系統(tǒng)。包括校準程序、寬譜光源，Gas Cell或者Comb Filter，以及元件中相互連接的光纖。其中所述的寬譜光源發(fā)出的寬譜光通過多波長標定元件，在光譜上形成特定的峰谷分布，用于計算光譜儀測試的偏差值，從而校準光譜儀。具有成本低、校準方法簡單、校準速度較快以及校準精度高等優(yōu)點，適用于大型企業(yè)對生產(chǎn)線上批量光譜儀器設備的校準。該技術(shù)的使用能夠克服現(xiàn)有汞燈特征譜線或者本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
光譜儀多波長校準系統(tǒng)，其特征在于：包括校準程序、寬譜光源、Gas？Cell或者Comb？Filter以及元件中相互連接的光纖，其中所述的寬譜光源發(fā)出的寬譜光通過多波長標定元件，在光譜上形成特定的峰谷分布，用于計算光譜儀測試的偏差值，從而校準光譜儀。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳志超，劉宏欣，劉華，袁海驥，
申請(專利權(quán))人：科納技術(shù)蘇州有限公司，
類型：實用新型
國別省市：