[发明专利]一种利用等离子体发射光谱实现光学系统传输效率的标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学系统效率标定方法，具体来说是利用等离子体发射光谱进行光学系统传输效率标定的一种方法。

背景技术

在等离子体发射光谱为基础的光谱分析技术中，物质成分定量分析是通过相应元素特征谱线的强度比进行计算的。因此获得准确的强度比对于提高定量分析精度和检测限具有重要意义。

一般光学系统只对光谱采集设备进行绝对或相对效率标定，而且标定范围一般为近紫外到红外波段，市售标定光源波段一般为200nm-1000nm。对于真空紫外波段光谱效率进行标定不仅需要良好的光源，而且需要相应的真空辅助设备。这样的标定系统不仅复杂，而且成本较高。对于系统光路中透光元件光谱透过率未知或部分未知，或系统光路中反光元件光谱反射率未知或部分未知，或者系统光路中大气透过率难以计算等情况，利用常规标定系统进行标定可能性较低。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种利用等离子体发射光谱实现光学系统传输效率的标定方法，解决了光谱系统中存在的部分波段信号光传输效率难以测量的问题，获得更为精确的光谱强度比，提高光谱定量分析精度和检测限。

为实现上述目的，本发明采用技术方案是：一种利用等离子体发射光谱实现光学系统传输效率的标定方法，实现步骤如下：

（1）选取两条特征谱线，一条特征谱线的对传输效率μ₁已知，另一条特征谱线的传输效率μ₂未知；

（2）通过等离子体发射光谱实验获得包含步骤（1）所选取两条特征谱线的发射光谱数据I(λ_i,t_int)，其中λ_i表示不同位置波长，t_int为实验测量时积分时间；

（3）通过对步骤（2）所得等离子体发射光谱数据I(λ_i,t_int)进行数据处理，获得步骤（1）两条特征谱线的净发射强度

（4）根据等离子体发射强度理论，在符合热力学平衡状态或局部热力学平衡时，根据波尔兹曼分布定律，在延迟时间为t时等离子体辐射中波长为λ的谱线强度I_λ,_t可以表示为：

Iλ,t=hcλgkAkintU(Tt)e-EkkBTt---(2)]]>

式中：h为普朗克常数，c为真空中光速，λ为辐射光波长，g_k为高能级简并度，A_ki为跃迁几率，n_t为其基态粒子数密度，E_k为高能级能量，k_B为波尔兹曼常数，T_t为等离子体温度，U(T_t)为配分函数，其计算公式为

对于积分时间t_int内光谱积分强度：