[发明专利]微弱光信号光谱的快速测试装置及方法

权利要求书

1.一种微弱光信号光谱的快速测试装置，其特征在于：包括光学平台、标准灯、光栅分光系统、带有面阵CCD探测器的光谱数据采集系统和计算机数据处理系统；光栅分光系统和带有面阵CCD探测器的光谱数据采集系统安装在光学平台上，且光学平台上安装有升降平台，升降平台位于光栅分光系统的入射狭缝一侧；标准灯和待测光源均能够安装在升降平台上；标准灯或待测光源发出的光首先进入光栅分光系统，形成一系列按波长排列的光谱信号，光谱信号投射在光谱数据采集系统的面阵CCD探测器上，面阵CCD探测器把接收到的光谱信号转换为电信号输出给计算机数据处理系统。

2.一种利用权利要求1所述装置进行微弱光信号光谱快速测试的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将标准灯放置在升降平台上，调节升降平台位置，使得标准灯的灯丝中心对准光栅分光系统的入射狭缝中心；打开标准灯开关，缓慢调节标准灯电流至额定电流，待标准灯稳定10分钟后，通过计算机数据处理系统采集并存储面阵CCD探测器各像元输出的电压信号V(x_i,λ_j)，其中i＝1,2,……,n；j＝1,2,……,m，n、m分别对应面阵CCD探测器n×m像元的行数和列数；

步骤2：缓慢关闭并移开标准灯，将待测光源安装在升降平台上，调节升降平台位置，使得待测光源的灯丝中心对准光栅分光系统的入口狭缝中心；打开待测光源，通过计算机数据处理系统采集并存储面阵CCD探测器各像元输出的电压信号V′(x_i,λ_j)，其中i＝1,2,……,n；j＝1,2,……,m，n、m分别对应面阵CCD探测器n×m像元的行数和列数；

步骤3：计算机数据处理系统调用存储的测量数据和已知数据，并对测量数据进行以下处理：

S(xi,λj)=Φ(λj)V(xi,λj)]]>

Φ(x_i,λ_j)＝S(x_i,λ_j)·V′(x_i,λ_j)

Φ′(λj)=Σi=1nΦ(xi,λj)]]>

式中，Φ(λ_j)是标准灯在j点波长上的光谱辐射功率，通过调用标准光谱辐射功率表获得；Φ′(λ_j)是待测光源在j点波长上的光谱辐射功率；

步骤4：按照公式

对步骤3得到的待测光源在j点波长上的光谱辐射功率进行归一化，得到微弱光源全波段的相对光谱功率分布；其中Φ'_max(λ₀)为Φ'(λ_j)，j＝1,2,……,m，中的最大值。