1.一種微型多通道光譜儀,其特征在于,包括光學(xué)設(shè)計(jì)部分、運(yùn)算放大器電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、微處理器電路、可編程邏輯器件、計(jì)算機(jī)和軟件部分構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型多通道光譜儀,其特征在于,所述光學(xué)設(shè)計(jì)部分采用非對稱型的Czenny-Turnner結(jié)構(gòu),使得結(jié)構(gòu)緊湊,又能獲得較好的像差性能;光學(xué)設(shè)計(jì)部分包括探測器、光柵、準(zhǔn)直反射鏡、成像反射鏡、濾光片、狹縫,所述狹縫、濾光片、準(zhǔn)直反射鏡、光柵、成像反射鏡和探測器依次配合組成光學(xué)系統(tǒng);光線經(jīng)過入射狹縫進(jìn)入系統(tǒng),并通過一濾光片打到準(zhǔn)直反射境上,形成的平行光線打在光柵上,光柵將光線形成一級衍射光譜,并由成像反射境聚焦到探測器上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微型多通道光譜儀的光學(xué)系統(tǒng),其特征在于,所述狹縫用來約束光譜儀帶寬,其大小通過光學(xué)設(shè)計(jì)軟件模擬計(jì)算獲得,使得既獲得足夠的入射光能量,又有足夠的信噪比。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微型多通道光譜儀的光學(xué)系統(tǒng),其特征在于,所述探測器采用線陣圖像傳感器自掃描光電二極管陣列(self-scanning photodiode array,SPD),陣列為256或1024個(gè)光敏單元。
5.一種多通道光譜儀中探測器的非線性修正方法,其特征在于,采用兩只LED(LEDa和LEDb組成)進(jìn)行探測器非線性測量,將LEDa和LEDb發(fā)出的光通過分叉光纖傳輸?shù)焦庾V儀;從而計(jì)算探測器在不同波長處的非線性誤差,最終通過偏最小二乘法進(jìn)行非線性修正。
6.根據(jù)權(quán)利要5所述的一種多通道光譜儀中探測器的非線性修正方法,其特征在于,包括以下步驟:
1)首先,LEDa和LEDb采用恒流源驅(qū)動,固定在支架上;
2)LEDa點(diǎn)亮,LEDb不點(diǎn)亮?xí)r的探測器上響應(yīng)記做Ia;
3)當(dāng)LEDa不點(diǎn)亮,LEDb點(diǎn)亮?xí)r的探測器上的響應(yīng)記做Ib;
4)LEDa和LEDb同時(shí)點(diǎn)亮?xí)r的探測器上的響應(yīng)記做Iab;
5)如果探測器響應(yīng)線性,則在所有波長上應(yīng)該滿足式:
(備注:n=1-m,m為SPD中光敏單元的個(gè)數(shù))
但是由于非線性的存在,上式不成立,我們就可以得出不同波長處的線性誤差,探測器為m個(gè)光敏單元的SPD,這樣就可以得到m組不同強(qiáng)度的線性誤差;即:
6)對光譜儀的線性修正進(jìn)行二次擬合,即:
其中Y為修正后的光電流輸出,X為未修正時(shí)測得的光電流輸出。
設(shè)LEDa和LEDb單獨(dú)點(diǎn)亮?xí)r未修正時(shí)的響應(yīng)為的兩只燈同時(shí)點(diǎn)亮?xí)r的響應(yīng)為修正后的響應(yīng)為和則有:
(備注:i=1-m,m為SPD中光敏單元的個(gè)數(shù))相對誤差為:
令:求得修正系數(shù)p,q和r。