专利名称：一种扫描式高精度傅立叶变换测量光谱的方法
技术领域：
本发明是一种扫描式高精度傅里叶变换变换测量光谱的方法，属于计算机测量与 光电子技术领域，可用来测量多模激光器的输出模式、对每一个模式的中心频率进行精密 测量，也用于测量物体发光或反光的光谱分布、并对典型的特征谱线频率(波长)计算出精 确值，在光谱研究和物质成分分析领域有着重要的作用。
背景技术：
在激光技术和光谱分析应用领域，激光器纵模、各模式准确的中心频率值对技术 人员和工程师是很重要的参数。尤其是在物质探测领域，对物体发光或受激反光光谱的精 密测量是分析物体成分、辨别微量元素的关键技术。在光谱测量与光谱分析研究领域，一般采用光栅光谱，光栅光谱分辨率较低。傅立 叶变换光谱仪采用计算机，光谱分辨率较高。
发明内容
本发明的目的在于克服了现有光谱仪的上述缺点，提供了一种扫描式高精度傅立 叶变换测量光谱的方法，使用该方法测量被测光频率，消除了电机速度对测量精度的影响， 同时，还提高了测量精度，并能将测量范围扩大到红外与可见光范围。本发明的技术方案如下本发明中的测量光谱的方法是通过扫描仪来实现，所述 扫描仪包括迈克尔逊干涉光路部分和电路部分，所述电路部分包括第一放大器、第二放大 器、比较器、倍频器、处理器和与处理器相连接的显示装置，其中第一放大器、比较器、倍频 器、处理器依次连接，第二放大器的输出端通过转向开关与处理器直接相连，第一放大器的 输出端也通过该转向开关与处理器直接相连；使用上述光谱仪测量被测光的频率，其步骤如下1)将被测光和参考光输入迈克尔逊干涉光路，经过迈克尔逊干涉光路干涉后的参 考光和被测光分别被第一光电接收器5第二光电接收器8接收，并将其转换成数字信号传 输给电路部分进行处理；2)第一光电接收器输出的电信号依次通过第一放大器、比较器、倍频器后输入给 处理器AD采样触发端，第二光电接收器8输出的电信号通过第二放大器后直接输入给处理 器的AD采样信号输入端；3)调整转换开关，使第一放大器的输出端直接与处理器相连接，处理器采集参考 光的NUM个点的电压信号，NUM必须大于等于22°，并将采集后的信号进行处理得到参考光的 频谱，将该频谱送至显示装置显示，从显示的频谱中读取参考光的峰值所对应的点的位置
N
Nr (Nr表示参考光的N，N的说明见后文)，根据公式/ = ^^Λ计算出参考光的频率，其 中fs是参考光的采样频率；4)调整转换开关，使第二放大器直接与处理器相连接，被测光的电信号经过第二放大器放大后被处理器采集，参考光信号依次经过第一放大器、比较器、倍频器后输入给处 理器的AD采样触发端，作为处理器采集被测光信号的触发信号，处理器采集被测光的NUM 个点的电压信号，其采样频率fs和采样个数NUM与参考光的采样频率和采样个数相同，处 理器将采集到的被测光信号进行处理得到被测考光的频谱，并送至显示装置显示；5)从显示的被测光频谱读取被测光的峰值所对应的点的位置Nu(Nu表示被测光的
N, N的说明见后文)，根据公式
权利要求
1. 一种扫描式高精度傅立叶变换测量光谱的方法，其特征在于，该方法通过扫描仪来 实现，所述扫描仪包括迈克尔逊干涉光路部分和电路部分，所述电路部分包括第一放大器、 第二放大器、比较器、倍频器、处理器和与处理器相连接的显示装置，其中第一放大器、比 较器、倍频器、处理器依次连接，第二放大器的输出端通过转向开关与处理器直接相连，第 一放大器的输出端也通过该转向开关与处理器直接相连； 使用上述光谱仪测量被测光的频率，其步骤如下1)将被测光和参考光输入迈克尔逊干涉光路，经过迈克尔逊干涉光路干涉后的参考光 和被测光分别被第一光电接收器 第二光电接收器(8)接收，并将其转换成数字信号传 输给电路部分进行处理；2)第一光电接收器输出的电信号依次通过第一放大器、比较器、倍频器后输入给处理 器AD采样触发端，第二光电接收器(8)输出的电信号通过第二放大器后直接输入给处理器 的AD采样信号输入端；3)调整转换开关，使第一放大器的输出端直接与处理器相连接，处理器采集参考光的 NUM个点的电压信号，其中NUM大于等于22°，并将采集后的信号进行处理得到参考光的频 谱，将该频谱送至显示装置显示，从显示的频谱中读取参考光的峰值所对应的点的位置凡，根据公式
全文摘要
本发明是一种扫描式高精度傅立叶变换测量光谱的方法，属于计算机测量与光电子技术领域。本发明由嵌入式单片计算机、锁相倍频电路和液晶显示器组成。参考光的干涉信号经过放大倍频后，变成频率更高的脉冲信号去触发嵌入式计算机对被测光干涉信号的模数转换，然后进行傅立叶变换得到信号谱图在LCD上显示。再与参考光信号的频谱进行对比，可以计算出每一条被测光谱线的中心频率的准确值，并在LCD上显示。根据参考光干涉信号来触发被测光干涉信号的模数转换，可以完全抵消电机速度不稳定带来信号采集时基误差，使得光谱中心频率计算精确。通过嵌入式计算机完成信号采集、傅立叶变换、图形数字显示，使得光谱仪电子系统体积小、成本低、精度高。
文档编号G01J3/45GK102095498SQ20101054382
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者宁可庆, 康华, 彭月祥, 徐鹏, 李强, 王丽 申请人:北京工业大学
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