[发明专利]测定包括混浊介质材料全部光学参数的光谱仪系统及方法

权利要求书

1.一种测定包括混浊介质材料全部光学参数的光谱仪系统，其特征在于，包括有：光源部分，单色仪部分(2)，光路部分，样品装置部分，信号测量部分，和计算机部分(16)；其中，用于控制与数据处理及计算的计算机部分(16)分别与光源部分、单色仪部分(2)、样品装置部分、及信号测量部分相连接；光源部分所发出的光通过单色仪部分(2)、光路部分射入到样品装置部分；从样品装置部分出射的光信号通过光路部分至与计算机部分(16)相连的信号测量部分。

2.根据权利要求1所述的测定包括混浊介质材料全部光学参数的光谱仪系统，其特征在于，所述的样品装置部分包括有用于调节入射光进入样品的入射角度的样品转台(9)及设置于其上的内部装有样品(8)的样品盒(33)。

3.根据权利要求1所述的测定包括混浊介质材料全部光学参数的光谱仪系统，其特征在于，所述的光源部分包括有光源(1)和光调制器(4)，其中，光源(1)的控制端通过电缆(25)与计算机部分(16)相连，光源(1)的输出光束(17)通过单色仪部分(2)、光调制器(4)及分光片(5)后作为单色入射光束(19)进入样品装置部分中。

4.根据权利要求3所述的测定包括混浊介质材料全部光学参数的光谱仪系统，其特征在于，所述的光源(1)由连续谱的非相干广谱光源获得，其照射光波长在设定的谱域内连续分布。

5.根据权利要求3所述的测定包括混浊介质材料全部光学参数的光谱仪系统，其特征在于，所述的光源部分中的光源(1)还可是由多个激光器作为相干光源组成，其输出光束波长为分立形式，可直接获得单色输出光(17)到光路部分。

6.根据权利要求3所述的测定包括混浊介质材料全部光学参数的光谱仪系统，其特征在于，所述的入射光束(19)的直径可在1毫米～100毫米之间。

7.根据权利要求1所述的测定包括混浊介质材料全部光学参数的光谱仪系统，其特征在于，所述的单色仪部分(2)是由光束聚焦准直光路及光谱分光器件组成。

8.根据权利要求1所述的测定包括混浊介质材料全部光学参数的光谱仪系统，其特征在于，所述的光路部分包括有：用于准直光束的位于单色仪部分(2)输出端的第一曲面反射镜(3)、位于第一曲面反射镜(3)反射光一侧的分光片(5)、以及接收样品装置部分中的样品(8)的准直透射光束(22)的反射镜(11)；用于聚焦的位于反射镜(11)的反射光一侧的第二曲面反射镜(12)，以及接收第二曲面反射镜(12)的反射光的狭缝或小孔(13)。

9.根据权利要求1所述的测定包括混浊介质材料全部光学参数的光谱仪系统，其特征在于，所述的信号测量部分包括有：接收样品(8)的漫反射光束(21)的线阵光电探测器(7)；位于分光片(5)的一侧接收镜向反射光束(20)用来间接测量入射光强度信号的分立光电探测器(6)；接收样品(8)的漫透射光束(23)用来测量漫透射光强度信号的分立光电探测器(10)；位于狭缝(13)出射光一侧用来测量准直透射光强度信号的分立光电探测器(14)；接收各光电探测器(6、7、10、14)的光信号，并进行处理后送到计算机部分(16)的信号处理电路(15)。

10.一种用于测定包括混浊介质材料全部光学参数的光谱仪系统的方法，其特征在于，包括有如下阶段：

第一阶段：获取输入并计算所设定波段内的所有波长上的实测光信号和测量误差值，同时获取并输入样品系统参数；

第二阶段：进入计算程序中的折射率计算子程序，计算决定所设波段内的所有波长上的样品折射率即获得样品折射率光谱；

第三阶段：输入样品光学参数初始值和在所设波段内调整样品光学参数值进入计算程序中的光传输理论计算子程序，获得计算光信号；

第四阶段：在设定波长上，比较实测光信号与计算光信号的差别；

第五阶段：在第四阶段的比较中，当差别小于测量误差值时，输出样品全部光学参数光谱，否则，返回第三阶段。

11.根据权利要求10所述的用于测定包括混浊介质材料全部光学参数的光谱仪系统的方法，其特征在于，所述的获取输入并计算在设定波段内的所有波长上的实测光信号是：反射光与入射光强度之比即镜向反射率，漫反射光强度与入射光强度之比即漫反射率，准直透射光与入射光强度之比即准直透射率，漫透射光强度与入射光强度之比即漫透射率。