[发明专利]窄带滤波器的光谱测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种窄带滤波器的光谱测量装置，其特征在于，包括激光器(1)，分束器(2)，波长计(3)，第一隔离器(4)，放大器(5)，第二隔离器(6)，倍频晶体(7),准直镜(8)，光阑(9)，滤光片(10)，分光镜(11)，第一聚焦镜(12)，第一探测器(13)，位置控制系统(14)，温度控制系统(15)，窄带滤波器(16)，第二聚焦镜(17)，第二探测器(18)，信号采集处理系统(19)和信号发生器(20)；

所述的激光器(1)发射的连续光经过分束器(2)后分为两束，一束进入波长计(3)用于波长监测，另一束进入所述的第一隔离器(4)，经该第一隔离器(4)的出射光经过放大器(5)放大光束功率后，进入第二隔离器(6)，经该第二隔离器(6)的出射光经过倍频晶体(7)倍频成二倍频光，进入准直镜(8)后输出准直光束，该准直光束经过光阑(9)控制光斑大小后经滤光片(10)入射到所述的分光镜(11)，经该分光镜(11)分束为反射光束和透射光束，所述的反射光束经所述的第一聚焦镜(12)聚焦后，被所述的第一探测器(13)接收，用于反射光束的功率监测，所述的透射光束依次经所述的窄带滤波器(16)和第二聚焦镜(17)入射到第二探测器(18)进行透射光束的功率测量；

所述的窄带滤波器(16)分别与所述的位置控制系统(14)和温度控制系统(15)相连，所述的信号采集处理系统(19)分别与所述的第一探测器(13)和第二探测器(18)相连，所述的信号发生器(20)与激光器(1)相连；

所述的信号采集处理系统(19)采集第一探测器(13)和第二探测器(18)的电信号，并传输至计算机，通过计算机获得窄带滤波器(16)的光谱透过率曲线、峰值透过率和透射光谱宽度。

2.根据权利要求1所述的窄带滤波器的光谱测量装置，其特征在于，所述的位置控制系统(14)控制窄带滤波器(16)的位置与角度，使得的窄带滤波器(16)中心波长位于高光谱分辨率激光雷达所需的波长处。

3.根据权利要求1所述的窄带滤波器的光谱测量装置，其特征在于，所述的温度控制系统(15)控制窄带滤波器(16)的温度。

4.利用权利要求1-3任一所述的窄带滤波器的光谱测量装置进行光谱测量的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

①通过信号发生器(20)调制激光器(1)的工作电流，改变激光器(1)的输出波长λ，使其输出波长在所需的窄带滤波器(16)中心波长附近扫频；

②通过位置控制系统(14)调整窄带滤波器(16)的位置与角度，使得的窄带滤波器(16)透射中心波长到所需波长处；

③利用温度控制系统(15)实现窄带滤波器(16)的温度控制，使窄带滤波器(16)的透过率不受外界环境温度的影响；

④通过结合信号发生器(20)调制激光器(1)的工作电流得到激光器(1)输出扫频波长信息，以及第一探测器(13)测量得到的监测入射光功率对应的响应电压V_探测器1(λ)和第二探测器(18)测量得到的窄带滤波器(16)透射光功率对应的响应电压V_探测器2(λ)；

⑤计算激光扫频过程中窄带滤波器(16)的光谱透过率T(λ)，公式如下：

其中，η_分光比是分光镜(11)的分光比。