[发明专利]采用光开关消除阵列光谱仪暗噪声漂移的方法

说明书

一种采用光开关消除阵列光谱仪暗噪声漂移的方法，涉及一种光学领域中消除暗噪声漂移的方法，该方法是将光开关设置于阵列光谱仪的光入口，通过切换光开关，分别记录光通信号和光断信号，求取光通信号和光断信号之间的差值，作为真实的光谱响应，消除了暗噪声漂移系统误差。本发明还可拓展光谱仪线性和动态响应范围，简化测量步骤，可降低随机噪声强度，可降低感光元件的疲劳程度，易于推广使用。

技术领域

本发明涉及一种光学领域中消除暗噪声漂移的方法，特别是一种采用光开关消除阵列光谱仪暗噪声漂移的方法。

背景技术

阵列光谱仪（即阵列感光式光谱仪）通过后置式分光，采用CCD、CMOS或PDA阵列式感光元件采集光谱，具有体积小巧、结构紧凑、信号采集效率高等优点。但是，感光元件自身存在暗电流，而且暗电流随温度变化，阵列中每个像素点的温度响应也存在差异；这就导致普遍存在的基础暗电流误差、随温度变化的动态整体温漂误差和像素点间的系统误差。实际测量中，温度引起的像素点间系统误差与随机误差难以区分，测量结果的整体误差随之增大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种采用光开关消除阵列光谱仪暗噪声漂移的方法，以消除暗噪声漂移等系统误差。

解决上述技术问题的技术方案是：一种采用光开关消除阵列光谱仪暗噪声漂移的方法，该方法是将光开关设置于阵列光谱仪的光入口，通过切换光开关，分别记录光通信号和光断信号，求取光通信号和光断信号之间的差值，作为真实的光谱响应，消除了暗噪声漂移系统误差。

本发明的进一步技术方案是：该方法包括以下步骤：

A1. 连接好光路系统中的各组成元件，由控制器控制光开关的通断和阵列光谱仪的数据读取，并根据温漂程度调节光开关的通断时间；

A2. 由光源发出的光线L₁，照射样品后发出光线L₂；

A3. 光线L₂通过光开关，光开关射出的间断光线L₃进入阵列光谱仪；

A4. 阵列光谱仪输出光通信号S₁和光断信号S₀至数据采集端；

A5. 数据采集端将光通信号S₁和光断信号S₀进行差减后输出为校正后的光谱信号S，该光谱信号S作为真实的光谱响应，消除了暗噪声漂移系统误差。

本发明的再进一步技术方案是：所述的步骤A1包括以下具体内容：

A11. 将光路系统的样品、光开关、阵列光谱仪、数据采集端依次设置并连接在光源的光路上；

A12. 分别将光开关、阵列光谱仪的输入端与控制器的输出端连接；

A13. 由控制器控制光开关的通断和阵列光谱仪的数据读取，并根据温漂程度调节光开关的通断时间。

本发明的再进一步技术方案是：在步骤A1中，光断时间选取光谱仪的最小响应时间，温漂程度越小，光通时间越大。

本发明的进一步技术方案是：所述的光开关为毫秒级开关频率的MEMS光开关。

本发明的进一步技术方案是：在切换光开关时，是以若干毫秒频率来切换。

本发明的再进一步技术方案是：所述的数据采集端为计算机。

由于采用上述结构，本发明之采用光开关消除阵列光谱仪暗噪声漂移的方法与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.可消除暗噪声漂移等系统误差：