超窄带滤光片的透射率光谱测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种超窄带滤光片的透射率光谱测量装置，该装置包括光源系统、会聚镜、准直镜、样品架、光信号接收系统和数据分析与处理系统等。其特点是光源采用具有稳定的高输出功率、发射波长连续且发射光谱带宽大于30nm的LED光源；采用具有高波长准确度与高光谱分辨率的激光波长计作为光信号接收器，利用计算机进行数据分析处理，最终获得超窄带滤光片的透射率光谱曲线。这种装置结构简单实用，造价低，其测量方法简便可靠快捷，与传统分光光度计相比其波长精度和光谱分辨率均更高，能够更为准确地反映超窄带滤光片的实际光谱性能，特别适用于带宽在0.1～1nm范围内的超窄带滤光片的光谱带宽测量与中心波长定位。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种超窄带滤光片的透射率光谱测量装置，该装置包括光源系统、会聚镜、准直镜、样品架、光信号接收系统和数据分析与处理系统等。其特点是光源采用具有稳定的高输出功率、发射波长连续且发射光谱带宽大于30nm的LED光源；采用具有高波长准确度与高光谱分辨率的激光波长计作为光信号接收器，利用计算机进行数据分析处理，最终获得超窄带滤光片的透射率光谱曲线。这种装置结构简单实用，造价低，其测量方法简便可靠快捷，与传统分光光度计相比其波长精度和光谱分辨率均更高，能够更为准确地反映超窄带滤光片的实际光谱性能，特别适用于带宽在0.1～1nm范围内的超窄带滤光片的光谱带宽测量与中心波长定位。【专利说明】超窄带滤光片的透射率光谱测量装置
本专利涉及一种滤光片的透射率光谱测量装置，具体涉及一种超窄带滤光片的透射率光谱测量装置，该装置主要用于测量带宽在0.1?Inm范围内的超窄带滤光片的光谱带宽与中心波长。
技术介绍
窄带滤光片作为滤光和选择谱线的光学元件，在激光技术、生物、医疗、卫星遥感探测以及光通讯乃至量子通讯技术中有着广泛的应用。近年来，随着上述技术的发展，窄带滤光片更是向着超窄带的需求方向发展。目前常见的窄带滤光片其带宽通常大于5nm，其透射率光谱的测量采用传统的分光光度计即可满足测量要求。当超窄带滤光片的带宽小于Inm时，若继续采用传统的分光光度计则会带来较大的测量误差，尤其是中心波长定位的偏差。因为目前市场上用于科研与生产的分光光度计中，代表着先进技术指标的PerkinElmer的 Lambdal050、Agilent 的 Cary6000、Hitachi 的 UH5300 和 SHIMADZU 的 SolidSpec-3700 型号等分光光度计，它们的波长精度和光谱分辨率均劣于0.08nm，故不能满足带宽小于Inm的超窄带滤光片的光谱精确测量。另外，即使将上述分光光度计状态调整到极限波长精度时的0.lnm，此时分光光度计的入射光狭缝太窄、入射光通量降低、到达探测器的光信号减弱，大大降低了光谱测量的信噪比。 采用具有高波长准确度和高光谱分辨率的激光波长计作为光信号接收系统，能够大大提高光谱测量的波长精度，从而克服上述分光光度计的波长定位误差。另外，相对于单波长激光器而言，米用LED光源作为入射光光源,其优点在于LED的发射光谱在标称输出波长处具有较宽的带宽，利用该光源进行测量时，能够一次性、直观、准确地反映出滤光片的实际中心波长与理论设计的位置偏差，从而更好地在滤光片的设计与制备过程中起到指导意义。若需要测量激光波长计所覆盖波段的其它中心波长的超窄带滤光片，只需将LED光源更换为标称输出波长与之相对应的LED光源即可。最后，值得指出的是，该测量装置结构简单、搭建容易，造价低，其测量方法简便可靠快捷。
技术实现思路
本专利旨在克服上述传统分光光度计测量超窄带滤光片透射率光谱时存在波长准确度差和光谱分辨率低等不足，提供一种结构简单实用、造价低廉的超窄带滤光片透射率测量装置，并用该装置进行超窄带滤光片的透射率光谱测量，使测量结果更为准确地表征出超窄带滤光片的中心波长位置和光谱带宽等光谱特性。 本专利通过以下技术方案加以实现:一种超窄带滤光片的透射率光谱测量装置，包括光源系统1、会聚镜2、准直镜3、样品架4、光信号接收系统5和数据分析与处理系统6，光源系统发射的光依次经过会聚镜和准直镜后垂直照射在垂直放置在样品架上的被测超窄带滤光片上，经滤光片透射后被光信号接收系统所接收并转换成电信号，然后输入到数据分析与处理系统，经过数据分析处理得到滤光片的透射率光谱曲线。 该装置的光源系统I采用一只发射光波长连续、发射光光谱带宽大于30nm的LED光源。 该装置的光信号接收系统5为一个适用于连续波长的激光波长计，该激光波长计的响应波段覆盖上述LED光源的发射光光谱带宽，波长准确度优于0.0lnm，光谱分辨率优于 0.005nm。 利用该测量装置进行超窄带滤光片透射率光谱测量的方法是:首先启动光源系统 1、光信号接收系统5和数据分析与处理系统6 ;等上述系统处于稳定状态后，保持样品架为空，以空气为背景对背景信号进行采集，并得到一组作为样品测量基准的光能量随波长变化的基准数据；接下来将被测超窄带滤光片置于样品架上，对被测滤光片进行透射信号采集得到光能量随波长变化的第二组数据；最后通过数据分析与处理系统将第二组数据除以上面的基准数据，即可获得所测超窄带滤光片的透射率光谱曲线，从该曲线进而被测超窄带滤光片的光谱带宽和中心波长。 本专利测量装置采用具有高波长准确度和高光谱分辨率的激光波长计作为光信号接收系统，能够大大提高光谱测量的波长精度，从而克服上述分光光度计的波长定位和带宽确定等误差问题，使测量结果更能反映出超窄带滤光片的真实光谱性能。采用波长连续、具有一定带宽的LED光源作为入射光光源，能够一次性、直观、准确地反映出滤光片的实际中心波长与理论设计的位置偏差，从而更好地在滤光片的设计与制备过程中起到指导意义。此外，本专利测量装置结构简单、搭建容易，制造成本低廉，其测量方法简便、可靠、快捷、容易操作。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利超窄带滤光片光谱测量装置的光路原理系统示意图。 图2是本专利【具体实施方式】中LED光源系统的发光光谱图。 【具体实施方式】 下面结合附图对本专利作进一步描述。 如图1所示，本测量装置主要由光源系统1、会聚镜2、准直镜3、样品架4、光信号接收系统5和数据分析与处理系统6组成，且光源系统、会聚镜、准直镜、样品架和光信号接收系统构成本测量装置的整个光路系统。将该光路系统放置在一个自由光学平台上。为了使测量装置能够有效收集到超窄带滤光片的透射光信号，调整光源系统、会聚镜、准直镜、样品架和光信号接收端口的位置，使他们处于同一水平光轴上；调整会聚镜的位置，使其透射光束会聚于上述水平光轴上的一点；然后将准直镜从会聚镜的焦点位置向后移动与其焦距等长的距离，使其焦点位置与会聚镜的焦点位置完全重合；将样品架放置并固定于准直镜和光信号接收系统之间，样品垂直放置在样品架上的中心位置，待测样品尺寸需远远大于光斑尺寸。 所述光源系统采用Thorlabs公司的M530L3型号LED光源，该光源输出功率为370mW，所需正向偏压为3.2V，标称波长为530nm，发射光光谱带宽为33nm，其发射光光谱图如图2所示。 光信号接收系统为一个适用于连续激光的激光波长计，采用Coherent (相干)公司的WaveMaster激光波长计，该激光波长计的响应波段为380?1095nm，波长准确度为0.005nm,光谱分辨率为0.0Olnm,功率响应灵敏度最低达到20 μ W。 本测量装置的数据分析与处理系统为一台计算机，光信号接收系统的输出端与之相连接。 测试前，应先检查测量装置的光路是否对准，首先启动光源系统和信号收集与数据处理系统，大约10分钟后待整个系统处于稳定状态；用白纸垂直放置于水平光轴上聚焦透镜的焦点位置附近，左右移动白纸至光斑尺寸最小为止并记录下该焦点位置，测量并确定该聚焦位置与准直镜之间的距离等于准直镜的焦距长度；将上述白纸垂直放置在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超窄带滤光片的透射率光谱测量装置，它包括光源系统(1)、会聚镜(2)、准直镜(3)、样品架(4)、光信号接收系统(5)和数据分析与处理系统(6)，其特征在于： 光源系统(1)发射的光依次经过会聚镜(2)和准直镜(3)后垂直照射在垂直放置在样品架(4)上的被测超窄带滤光片上，经滤光片透射后被光信号接收系统(5)所接收并转换成电信号，然后输入到数据分析与处理系统(6)，经过数据分析处理得到滤光片的透射率光谱曲线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马小凤，刘定权，王曙光，蔡清元，陈刚，张莉，朱佳琳，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：新型
国别省市：上海;31