一种光谱共焦测量系统在线标定装置与方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107179052A(43)申请公布日2017.09.19(21)申请号201710242017.1(22)申请日2017.04.14(71)申请人中国科学院光电研究院地址100094北京市海淀区邓庄南路9号(72)发明人齐月静卢增雄杨光华齐威苏佳妮张清洋李兵王宇(74)专利代理机构北京辰权知识产权代理有限公司11619代理人董李欣(51)Int.Cl.G01B11/02(2006.01)G01B21/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种光谱共焦测量系统在线标定装置与方法(57)摘要本发明公开了一种光谱共焦测量系统在线标定装置和方法，该装置包括白光宽光谱光源、滤光片、双分支光纤、光纤出射光束、色散物镜、色散物镜出射光束、待测物、位移传感器、光谱仪和计算机，该方法包括转动滤光片的滤光片轮，让白光宽光谱光源发出的宽光谱白光光束通过各单色滤光片，通过计算得到被测物的位移d和波长λ之间的关系dλ＝a+bλ，完成光谱共焦测量系统在线标定。该装置和方法实现了不同使用环境下光谱共焦测量系统的快速在线标定。CN107179052ACN107179052A权利要求书1/2页1.一种光谱共焦测量系统在线标定装置，其特征在于，该装置包括白光宽光谱光源(10)、可旋转的滤光片(20)、双分支光纤(30)、光纤出射光束(301)、色散物镜(40)、色散物镜出射光束(401)、待测物(50)、位移传感器(60)、光谱仪(70)和计算机(80)；其中，白光宽光谱光源(10)发出的宽光谱白光光束经滤光片(20)后进入双分支光纤(30)的第一分支端耦合入双分支光纤(30)，经双分支光纤(30)总端传输后得到光纤出射光束(301)，光纤出射光束(301)经色散物镜(40)后得到色散物镜出射光束(401)，色散物镜出射光束(401)被待测物(50)反射后经色散物镜(40)、双分支光纤(30)总端、双分支光纤(30)的第二分支端进入光谱仪(70)。2.根据权利要求1所述的一种光谱共焦测量系统在线标定装置，其特征在于，所述滤光片(20)包括第一单色滤光片(201)、第二单色滤光片(202)、第三单色滤光片(203)、第四单色滤光片(204)、第五单色滤光片(205)、第六单色滤光片(206)、第七单色滤光片(207)和带通滤光片(208)，第一单色滤光片(201)、第二单色滤光片(202)、第三单色滤光片(203)、第四单色滤光片(204)、第五单色滤光片(205)、第六单色滤光片(206)、第七单色滤光片(207)和带通滤光片(208)通过滤光片轮(209)固定，且可绕滤光片轮(209)的中心轴(200)进行360度旋转。3.根据权利要求2所述的一种光谱共焦测量系统在线标定装置，其特征在于，当白光宽光谱光源(10)发出的宽光谱白光光束经所述滤光片(20)的带通滤光片(208)后，得到波长范围为λmin到λmax的连续白光光谱，该光谱范围即为色散物镜(40)的工作波长范围。4.根据权利要求2所述的一种光谱共焦测量系统在线标定装置，其特征在于，当白光宽光谱光源(10)发出的宽光谱白光光束经所述滤光片(20)的第一单色滤光片(201)、第二单色滤光片(202)、第三单色滤光片(203)、第四单色滤光片(204)、第五单色滤光片(205)、第六单色滤光片(206)和第七单色滤光片(207)后，得到波长分别为λ1、λ2、λ3、λ4、λ5、λ6和λ7的单色光，各波长满足如下关系λmin＜λ1＜λ2＜λ3＜λ4＜λ5＜λ6＜λ7＜λmax(1)。5.根据权利要求4所述的一种光谱共焦测量系统在线标定装置，其特征在于，当波长分别为λ1、λ2、λ3、λ4、λ5、λ6和λ7的单色光通过色散物镜(40)后，在色散物镜(40)像方不同位置处聚焦，通过位移传感器(60)测得在波长λ1、λ2、λ3、λ4、λ5、λ6和λ7下，被测物(50)的位移分别为d1、d2、d3、d4、d5、d6和d7，它们之间的关系为通过最小二乘法求得a和b的值，从而建立了被测物(50)的位移d和波长λ之间的关系d＝a+bλ(3)。6.一种光谱共焦测量系统在线标定方法，其采用权利要求1‐5中任一项的光谱共焦测2CN107179052A权利要求书2/2页量系统在线标定装置实现，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、转动滤光片(20)的滤光片轮(209)，让白光宽光谱光源(10)发出的宽光谱白光光束通过第一单色滤光片(201)，得到波长为λ1的单色光；S2、通过位移传感器(60)获得波长λ1下被测物(50)的位移d1；S3、重复步骤S1～S2，通过第二单色滤光片(202)、第三单色滤光片(203)、第四单色滤光