[发明专利]双通道宽波段棱镜式连续光谱测量仪及其测量方法

权利要求书

1.双通道宽波段棱镜式连续光谱测量仪，包括第一入射通道、第二入射通道、色散元件、3648像素线阵CCD传感器和阵列红外光谱探测器，其特征在于：所述色散元件为等边三棱镜，所述等边三棱镜为水晶熔质材料，第一入射通道与第二入射通道的光线由等边三棱镜的一个侧面射入，由等边三棱镜的另一侧面射出后射入像素阵列CCD传感器和阵列红外光谱探测器；

所述线阵CCD传感器采集200-1100nm的光谱数据，阵列红外光谱探测器800-2200nm的光谱数据，所述200-1100nm的光谱数据和所述800-2200nm的光谱数据经融合算法得到连续光谱数据；

入射通道光线的入射角通过下式确定：

式中，I为入射角，R为折射角,G为出射光线与入射角之间的夹角称为三棱镜的偏向角，n为等边三棱镜的折射率；

所述等边三棱镜与阵列红外光谱探测器之间的距离为D1通过下式确定：

D1＝d1/tan(G₁-G₂)；

式中，d1为阵列红外光谱探测器的感光尺寸；G₁为200nm波长下的偏向角，G₂为2400nm波长下的偏向角；

所述等边三棱镜与3648像素线阵CCD传感器之间的距离为D2通过下式确定：

D2＝d2/tan(G₁-G₂)；

式中，d2为3648像素线阵CCD传感器的感光尺寸，G₁为200nm波长下的偏向角，G₂为2400nm波长下的偏向角；

所述第一入射通道包括第一导光光纤和第一准直透镜，第二入射通道包括第二导光光纤和第二准直透镜，所述第一导光光纤导入近紫外光-可见光，第二导光光纤导入可见光-近红外光。

2.根据权利要求1所述双通道宽波段棱镜式连续光谱测量仪，其特征在于：所述第一准直透镜与等边三棱镜的距离大于第一准直透镜的焦点，第二准直透镜与等边三棱镜的距离大于第二准直透镜的焦点。

3.根据权利要求1所述双通道宽波段棱镜式连续光谱测量仪，其特征在于：第一准直透镜与第二准直透镜的通光口径相同，焦长相同，第一准直透镜和第二准直透镜之间的距离与焦长相同。

4.双通道宽波段棱镜式连续光谱测量仪的测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、通过第一入射通道和第二入射通道采集光谱信息；

步骤2、对3648像素线阵CCD传感器采集的数据进行校准；

步骤3、根据3648像素线阵CCD传感器采集数据和阵列红外光谱探测器的数据得到校正系数k，所述校正 系数通过下式确定：

3648像素线阵CCD传感器采用标准红外灯校正 后采集的光谱数据为C＝{C₁，C₂……C_n}；阵列红外光谱探测器采集的光谱数据为S＝{S₁，S₂……S_n}；

步骤4、当校正 系数k＞0时，进入步骤5，否则进入步骤6；

步骤5、将两通道采集的光谱数据基于交叉部分融合在一起，构成了具有统一标准的在宽波段范围内的连续光谱数据并输出，具体包括：

a、根据下式确定校正 的阵列红外光谱探测器采集的光谱数据S_ai；

S_ai＝kS_i；

上式中S_i为阵列红外光谱探测器采集的光谱信息与3648像素线阵CCD传感器采集的光谱信息的交叉光谱数据；

b、将这两通道采集的光谱数据基于交叉部分融合在一起，构成双通道连续光谱数据；

步骤6、重新输入双通道数据，并进行步骤2。