[发明专利]快速光谱仪短波校准中的弱信号补偿方法

摘要

本发明公开了一种快速光谱仪短波校准中弱信号补偿方法，属于光学测试与计量领域。该方法在已有光谱响应度测试方法的基础上，对快速光谱仪进行分段校准，在450nm～900nm采用远距离光谱响应度校准方法，而在短波350nm～450nm，采用近距离校准方法，以提高输出信号的强度，之后引入距离补偿系数，对短波测量结果进行补偿。本发明解决了目前快速光谱仪在短波范围因标准灯光谱功率小且CCD的响应较差而导致分光谱响应度测量精度差的难题，实现了对快速光谱仪在整个波段350nm～900nm光谱响应度的高精度校准。该方法操作简单，准确性高，通用性强，同时也可为其它类型光谱仪的光谱响应度校准测量提供技术支持。

主权项

1.一种快速光谱仪短波校准中的弱信号补偿方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：第一步：将标准钨带灯以及与计算机连接的快速光谱仪安装到位，使标准灯的灯丝中心对准快速光谱仪的入口中心，记录此时快速光谱仪入口处所对应的标尺刻度x₀；第二步：打开快速光谱仪、计算机和标准灯的电源开关，缓慢调节标准灯电流至额定电流，待标准灯稳定10min后，通过计算机的界面模块，输入起始波长λ₁＝350nm、截止波长λ_n＝900nm，波长间隔Δλ＝1nm，然后点击开始按钮，沿标尺方向慢慢移动标准灯，使得光谱响应曲线在波长范围450nm～900nm内的最大值接近饱和，记录此时标准灯灯丝所对应的标尺刻度x₁；第三步：沿标尺方向缓慢移动标准灯，使得光谱响应曲线在波长450nm处接近饱和，记录此时标准灯灯丝所对应的标尺刻度x₂；第四步：将标准灯移动到标尺刻度x₁处，通过计算机的界面模块输入起始波长λ₁＝450nm、截止波长λn＝900nm，波长间隔Δλ＝1nm，然后点击开始按钮，计算机采集模块自动采集快速光谱仪的一组输出电流值i₁(λp)，p＝1，2，......，n，并将该组数据存放到计算机存储模块中，计算机中的测试模块调用存储模块中的数据并根据计算机内置公式计算波长范围450nm～900nm对应的光谱响应度R₁(λ_p)；第五步：将标准灯移动到标尺刻度x₂处，通过计算机的界面模块输入起始波长λ₁＝350nm、截止波长λn＝450nm，波长间隔Δλ＝1nm，标尺刻度值x₀、x₁、x₂，然后点击开始按钮，计算机采集模块自动采集快速光谱仪输出的一组电流值i₂(λq)，q＝1，2，......，n，并将该组数据存放到计算机存储模块中，计算机中的测试模块调用存储模块中的数据及输入的参数值，并根据下列公式计算出快速光谱仪在波长范围350nm～450nm对应的光谱响应度R₂(λ_q)：R2(λq)=i2(λq)Φ(λt)·c]]>c＝(x₂-x₀)²/(x₁-x₀)²其中，c为距离补偿系数；第六步：点击计算机界面模块的计算按钮，计算机的测试模块将第四步和第五步的光谱响应度测量结果进行合成，得到全波段350nm～900nm的光谱响应度R′(λ_p+q)，计算机的测试模块按下式对这组光谱响应度R′(λ_p+q)进行归一化处理，从而得到快速光谱仪的相对光谱响应度R(λ_p+q)：R(λp+q)=R′(λp+q)Rmax(λp+q)]]>上式中，R_max(λ_p+q)为光谱响应度R′(λ_p+q)中的最大值。