[发明专利]一种同时测量微型光谱仪增益及读出噪声的方法

摘要

本发明公开了一种同时测量微型光谱仪增益及读出噪声的方法，其特征是以积分球光源为检测光源，利用电压控制器调节积分球光源的输出信号的光强，将积分球光源的输出信号通过光纤传导至微型光谱仪，利用计算机采集获得微型光谱仪的输出信号，并经信号处理获得微型光谱仪的增益和读出噪声。本发明方法通过去除微型光谱仪的暗电流噪声及固定模式噪声使微型光谱仪增益及读出噪声的测量结果更加准确，精确度更高，能够同时完成对微型光谱仪的增益及读出噪声的测量。

主权项

一种同时测量微型光谱仪增益及读出噪声的方法，其特征是以积分球光源(1)为检测光源，利用电压控制器(2)调节所述积分球光源(1)的输出信号的光强，将所述积分球光源(1)的输出信号通过光纤(5)传导至微型光谱仪(4)，利用计算机(3)采集获得所述微型光谱仪(4)的输出信号，并经信号处理获得微型光谱仪的增益和读出噪声；所述方法按如下步骤进行：步骤a、设定测量条件为：所述积分球光源(1)的输出信号的光强为固定值I，所述微型光谱仪(4)的放大系数G为固定值1，所述微型光谱仪(4)的积分时间为固定值t；步骤b、在设定的测量条件下，利用计算机(3)对所述微型光谱仪(4)的输出信号进行采集，获得两个连续的采集信号分别记为信号SA1及信号SB1，所述信号SA1及信号SB1为微型光谱仪输出的相对光谱功率分布强度；步骤c、令：信号SA1'为SA1'＝SA1‑Sdark1，信号SB1'为：SB1'＝SB1‑Sdark1；其中，Sdark1是指在关闭积分球光源(1)的情况下，利用计算机(3)采集获得的所述微型光谱仪(4)的输出信号；令：平均信号强度为平均信号强度为其中，SA1(j)和SB1(j)是微型光谱仪中光探测器像素j所对应的相对光谱功率分布强度，n是微型光谱仪光探测器所含有的像素的总数；信号SA1'和信号SB1'的平均信号强度比r为：步骤d、令:SC1'为SC1'＝SB1'×r，则，平均信号强度为时微型光谱仪输出信号的总噪声的平方NADU21由式(1)获得：NADU21=Σj=1n(SA1′(j)-SC1′(j)-M)22n---(1)]]>其中M由式(2)获得：记录数据组步骤e、利用所述电压控制器(2)调节所述积分球光源(1)的输出信号的光强为不同的固定值I，并在所述积分球光源(1)的输出信号的光强为不同的固定值I的条件下重复步骤a‑步骤d，得到m个数据组i＝1,2……m,m为步骤a‑步骤d执行的次数；步骤e、对于所述m个数据组的数据进行最小二乘线性拟合，得到直线y＝kx+b，则微型光谱仪的增益g＝1/k,读出噪声