[发明专利]一种快速光谱仪及其测量方法

权利要求书

1.一种阵列探测光谱仪，包括一个用于测量待测光源光谱功率分布的阵列探测器光谱解析系统(1)，在阵列探测器光谱解析系统(1)上连接有用于采集光信号并将其传送至阵列探测器光谱解析系统(1)的光信号采集装置(2)，所述的阵列探测器光谱解析系统(1)与微控制器(3)电连接，其特征在于，它还包括一个用于测量待测光源光度量或辐射度量的参考探头(4)，该参考探头(4)通过一个信号转换电路(5)与上述的微控制器(3)电连接；所述的微控制器(3)与电脑(6)电连接，并可与其进行数据交换；所述电脑(6)将参考探头(4)的测量值结合阵列探测器光谱解析系统(1)测得的待测光源光谱功率分布进行测量值校正。

2.根据权利要求1所述的阵列探测光谱仪，其特征在于，所述的参考探头(4)的光电传感器件为硅光电池；所述的阵列探测器光谱解析系统(1)的光电传感器件为电荷耦合器件或光电二极管阵列。

3.根据权利要求1所述的阵列探测光谱仪，其特征在于，所述的光信号采集装置(2)为一个光束收集器(2a)或者一根光纤，所述的光束收集器(2a)包括一根安装管(2e)，其一端通过连接器(2b)与阵列探测器光谱解析系统(1)的连接装置(1a)相连，另一端装有余弦修正器(2c)，在安装管(2e)内设有用于汇聚光线的凸透镜(2d)。

4.根据权利要求1所述的阵列探测光谱仪，其特征在于，所述的微控制器(3)通过数据通讯接口与电脑(6)相连，且数据通讯接口为USB数据通讯口，红外线数据通讯口或蓝牙数据通讯口中的任意一种。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的阵列探测光谱仪，其特征在于，所述的参考探头(4)的相对光谱灵敏度在阵列探测器光谱解析系统所能测量的光谱范围以外的响应为零；参考探头(4)和信号转换电路(5)之间通过导线连接，且该导线为屏蔽线。

6.根据权利要求1所述的阵列探测光谱仪，其特征在于，其光谱测量范围为380nm～780nm。

7.一种阵列探测光谱仪的测量方法，其特征在于，该方法包括下述内容：

a.微控制器控制阵列探测器光谱解析系统测量得到待测光源的光谱功率分布，并将其输入至电脑；

b.微控制器控制参考探头测量待测光源光度量或辐射度量，并将其输入至电脑；

c.电脑将参考探头所测得的待测光源光度量或辐射度量结合阵列探测器光谱解析系统测得的待测光源光谱功率分布，通过校正系数进行校正。

8.根据权利要求7所述的阵列探测光谱仪的测量方法，其特征在于，测量待测光源的光度量时，参考探头测量待测光源的光度量，阵列探测器光谱解析系统测量待测光源的光谱功率分布，按以下公式计算光谱解析校正系数K1：然后将参考探头所测得的光度量乘以K1，即可得到待测光源的精确光度量；式中V(λ)为已知CIE标准光谱光效率函数，s(λ)_rel为参考探头的事先已经精确测得的相对光谱灵敏度，P(λ)_S为用于校准参考探头的标准光源的已知相对光谱功率分布，P(λ)_t为阵列探测器光谱解析系统所测得的待测光源的相对光谱功率分布。

9.根据权利要求7所述的阵列探测光谱仪的测量方法，其特征在于，测量待测光源的辐射度量时，参考探头测量待测光源的辐射度量，阵列探测器光谱解析系统测量待测光源的光谱功率分布，按以下公式计算光谱解析校正系数K2：参考探头所测得的辐射度量乘以K2，即可得到待测光源的精确辐射度量；式中s(λ)_rel为参考探头的事先已经精确测得的相对光谱灵敏度，P(λ)_S为用于校准参考探头的标准光源的已知相对光谱功率分布，P(λ)_t为阵列探测器光谱解析系统所测得的待测光源的相对光谱功率分布，λ₁～λ₂为所测辐射度量的波长范围。