[发明专利]一种紫外光谱仪波长校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种波长校准方法，尤其是一种紫外光谱仪波长校准方法。

背景技术

在光谱的量值溯源体系中，可见光和近红外波段的光波长可溯源到原子频标，但是在紫外波段还处于研究阶段。现阶段国际上对于紫外光波长定标大多采用原子谱线灯的校准方法，具体技术方案为：将光谱标准灯在规定电流(或电压)下点亮，在规定时间内预热，然后将标准灯的辐射光耦合至紫外光谱仪，记录光谱仪波长示值，并与光谱标准灯的标准值进行比较。由于低压汞灯的谱线能量太小，还无法实现量值溯源，低压汞灯的标准值一般为生产商给出值，或科研生产的默认值。

随着光电子技术的发展，紫外技术在军事上的应用越来越广泛，紫外光谱仪的应用也随之增加。波长准确性是考核紫外光谱仪性能的主要参数之一，现阶段主要采用原子谱线灯(低压汞灯、空心阴极灯等)的特征谱线来校准紫外光谱仪波长，该方法存在的缺点主要有：

(1)原子谱线灯的线宽较宽，不能满足高分辨率紫外光谱分析仪的校准要求。如海洋光学的一款紫外光谱仪，分辨率优于0.01nm，光谱仪依靠波长灯定标，光谱准确度只有0.5nm，远低于光谱分辨率。

(2)原子谱线灯的特征谱线易受到灯内压强、温度等因素的影响，导致校准结果产生较大的不确定度。

(3)市场上有很多生产光谱标准灯的厂商，但是他们没有统一的生产标准，导致生产的光谱标准灯存在不同程度的差异，用这类标准灯来校准紫外光谱仪不能保证准确性，也不能解决波长校准的溯源问题。

针对目前紫外光谱仪波长校准方法存在的问题，本发明利用532nm激光通过倍频得到266nm激光，激光的窄线宽特性可满足高分辨率紫外光谱仪的波长校准要求；为了保证波长源输出波长准确且稳定，本发明对532nm的基频光进行了稳频处理，将其频率稳定在碘分子的特征谱线上，从而保证了266nm波长的稳定性。

实验表明本发明性能稳定、准确度高，能够有效解决现有技术所存在的各种问题，具有很高的推广应用价值。

发明内容

针对上述缺点，本发明建立一套紫外标准波长源，该波长源的输出波长稳定且准确度高，并且可溯源到自然基准和国家标准，从而有效解决现有紫外光谱仪波长校准方法存在的问题。

本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的：

本发明主要由532nm基频激光器、稳频系统、倍频系统及伺服控制系统组成，整个装置的工作过程为：532nm的基频激光器通过分光元件分成两路，一路通过稳频装置，稳频装置提供一个频率稳定的参考频率，如果基频激光的频率偏离参考频率，稳频装置会产生反馈信号，该信号通过伺服控制系统，调节基频激光器的腔长，保证532nm的基频光频率稳定在稳频装置提供的参考频率上，保证532nm的激光频率的稳定；另一路通过倍频装置产生266nm的紫外激光，由于532nm基频光频率稳定，则266nm的倍频激光的频率也会保持稳定，通过光耦合系统后，进入紫外光谱仪，开展紫外光谱仪校准。同时，装置可产生具有严格倍数关系的1064nm、532nm及266nm激光，可对光栅型光谱仪的波长线性进行校准。

本发明具有以下优点：

(1)波长准确度高，可满足高分辨率紫外光谱仪的波长校准要求。

(2)具有稳频系统，可保证输出波长的稳定性。

(3)具有波长溯源性，波长可溯源到自然基准和国家标准。

(4)可产生具有严格倍数关系的激光，对紫外光谱仪的波长线性进行校准。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细的说明。

图1266nm标准波长产生流程示意图

图2532nm、1064nm激光产生流程示意图

图3碘分子吸收稳频原理流程示意图

图4环形倍频腔原理流程示意图

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

本发明主要由532nm基频激光器、稳频系统、倍频系统及伺服控制系统组成，整个装置的工作过程为：