一種紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)裝置，包括：可見光激光器、分光器、倍頻系統(tǒng)、可見光波長計和待校準(zhǔn)的紫外光波長測量儀器。本發(fā)明利用倍頻技術(shù)將可見光倍頻至紫外波段，并利用可見光波長計實時監(jiān)測輸出可見光的波長值，通過比對紫外光波長測量儀器所測得的倍頻系統(tǒng)輸出光波長值與可見光波長計所監(jiān)測的可見光波長值，來實現(xiàn)對紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)。本發(fā)明所用激光器在可見光波段覆蓋的光波長點多，易于獲得，可針對紫外光波長測量儀器進(jìn)行多波長點、大范圍的波長校準(zhǔn)，利用可見光波長計對激光器波長實時監(jiān)測，不必選用激光器即可實現(xiàn)校準(zhǔn)能力的提高，降低結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，填補了現(xiàn)階段光波長校準(zhǔn)在紫外波段的空白。
【專利說明】
一種紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)裝置，還涉及一種紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著紫外光電子技術(shù)越來越廣泛地應(yīng)用于軍事、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，對于紫外波段光波長準(zhǔn)確度的要求也越來越高。在光波長的量值溯源體系中，近紅外與可見光波段均可溯源至原子頻標(biāo)來獲得系列標(biāo)準(zhǔn)波長源，進(jìn)而對近紅外與可見光波段的光波長進(jìn)行校準(zhǔn)，但紫外波段的光波長校準(zhǔn)技術(shù)尚不成熟。
[0003]目前國際上對于紫外波段的光波長定標(biāo)，大多利用原子譜線燈來校準(zhǔn)。但該方法存在以下缺陷:原子譜線燈的特征譜線易受燈內(nèi)壓強、溫度的影響，導(dǎo)致譜線的不確定度增大;譜線能量較小無法實現(xiàn)量值溯源，其標(biāo)準(zhǔn)值為生產(chǎn)廠家給出或者科研生產(chǎn)默認(rèn);各廠家沒有統(tǒng)一的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致譜線燈產(chǎn)品存在不同的差異，譜線標(biāo)準(zhǔn)得不到保證。綜合以上原因，原子譜線燈無法作為紫外波段的標(biāo)準(zhǔn)波長源使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)階段紫外光波長校準(zhǔn)在技術(shù)上的不足，本發(fā)明提出了一種紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)裝置及方法，以可見光波段的激光器作為光源，利用可見光波長計實時監(jiān)測輸出可見光的波長值，通過比對紫外光波長測量儀器所測得的倍頻系統(tǒng)輸出光波長值與可見光波長計所監(jiān)測的可見光波長值，來實現(xiàn)對紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0006]—種紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)裝置，包括:可見光激光器、分光器、倍頻系統(tǒng)、可見光波長計和待校準(zhǔn)的紫外光波長測量儀器；
[0007]可見光激光器與分光器相連，用于輸出頻率穩(wěn)定的可見光波段激光；分光器分別與倍頻系統(tǒng)、可見光波長計相連，將激光器輸出的可見光分為兩路，分別作為倍頻系統(tǒng)和可見光波長計的輸入;倍頻系統(tǒng)將輸入的可見光倍頻為紫外光;可見光波長計實時監(jiān)測激光器輸出的可見光波長值;倍頻系統(tǒng)的輸出端與待校準(zhǔn)的紫外光波長測量儀器相連，測得的光波長值與可見光波長計監(jiān)測的波長值進(jìn)行比對，完成對紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)。
[0008]可選地，所述倍頻系統(tǒng)中，可見光激光器輸出首先通過兩個反射鏡，然后進(jìn)入由倍頻晶體和前后兩個聚焦透鏡構(gòu)成的倍頻光路，倍頻晶體的兩個通光面鍍有高透射率的膜系，前后兩個聚焦透鏡實現(xiàn)光路聚焦和倍頻后的準(zhǔn)直，且前后兩個聚焦透鏡同樣鍍有高透射率的膜系，從第二個聚焦透鏡出射的光通過兩個反射鏡后，再經(jīng)過窄帶濾波片和短焦距透鏡耦合進(jìn)入下一級處理裝置。
[0009]可選地，所述倍頻晶體置于黃銅卡件上自然制冷，采用的倍頻晶體MO= PPLN為扇形光柵結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)連續(xù)可調(diào)波長的倍頻，避免了單或多通道的離散波長倍頻。
[0010]本發(fā)明還提出了一種紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)方法，首先由可見光激光器輸出頻率穩(wěn)定的激光，通過可見光波長計實時檢測輸出可見光的波長值;倍頻后得到的紫外光輸入紫外光波長測量儀器，將測得的波長值與可見光波長計監(jiān)測的波長值進(jìn)行比對，實現(xiàn)對紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)。
[0011 ]可選地，倍頻過程具體包括:
[0012]可見光激光器輸出首先通過兩個反射鏡，然后進(jìn)入由倍頻晶體和前后兩個聚焦透鏡構(gòu)成的倍頻光路，倍頻晶體的兩個通光面鍍有高透射率的膜系，前后兩個聚焦透鏡實現(xiàn)光路聚焦和倍頻后的準(zhǔn)直，且前后兩個聚焦透鏡同樣鍍有高透射率的膜系，從第二個聚焦透鏡出射的光通過兩個反射鏡后，再經(jīng)過窄帶濾波片和短焦距透鏡耦合進(jìn)入下一級處理裝置。
[0013]可選地，所述倍頻晶體置于黃銅卡件上自然制冷，采用的倍頻晶體MO= PPLN為扇形光柵結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)連續(xù)可調(diào)波長的倍頻，避免了單或多通道的離散波長倍頻。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
[0015](I)采用倍頻技術(shù)將可見光波段的激光光源倍頻至紫外波段，滿足紫外光波長測量儀器的多波長點、大范圍校準(zhǔn)需求；
[0016](2)通過與可見光波長計的實時監(jiān)測結(jié)果比對，不必采用穩(wěn)頻激光器即可實現(xiàn)對紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、易于操作。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本發(fā)明一種紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)裝置的控制框圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的倍頻系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021]本發(fā)明提出的紫外波長測量儀器的校準(zhǔn)裝置及方法基于可見光倍頻技術(shù)，首先由可見光激光器輸出頻率穩(wěn)定的激光，通過可見光波長計實時檢測輸出可見光的波長值;倍頻后得到的紫外光輸入紫外光波長測量儀器，將測得的波長值與可見光波長計監(jiān)測的波長值進(jìn)行比對，即可實現(xiàn)對紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)。
[0022]本發(fā)明通過對可見光實時監(jiān)測，能實時監(jiān)測到激光器波長的變化，可以更加精確的測量光波長，大大降低了結(jié)構(gòu)復(fù)雜度。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明的紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)裝置包括:可見光激光器101、分光器102、倍頻系統(tǒng)103、可見光波長計104和待校準(zhǔn)的紫外光波長測量儀器105。
[0024]可見光激光器101與分光器102相連，用于輸出頻率穩(wěn)定的可見光波段激光；分光器102分別與倍頻系統(tǒng)103、可見光波長計104相連，將激光器輸出的可見光分為兩路分別作為倍頻系統(tǒng)103和可見光波長計104的輸入;倍頻系統(tǒng)103將輸入的可見光倍頻為紫外光;可見光波長計104實時監(jiān)測激光器101輸出的可見光波長值;倍頻系統(tǒng)103的輸出端與待校準(zhǔn)的紫外光波長測量儀器105相連，測得的光波長值與可見光波長計監(jiān)測的波長值進(jìn)行比對，完成對紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)。
[0025]下面給出本發(fā)明的一個具體實施例，以輸出780nm激光的可見光激光器為例:可見光激光器101輸出的780nm激光經(jīng)分光器102，一路輸入可見光波長計104對光波長進(jìn)行實時監(jiān)測；另一路通過倍頻系統(tǒng)103得到390nm的紫外激光輸出，進(jìn)入待校準(zhǔn)的紫外光波長測量儀器105。將待校準(zhǔn)紫外光波長測量儀器105所測得的波長值與可見光波長計104監(jiān)測的波長值進(jìn)行比對，根據(jù)倍頻原理兩者應(yīng)滿足嚴(yán)格的倍數(shù)關(guān)系，由此完成對紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)。
[0026]圖2為本發(fā)明校準(zhǔn)裝置中的倍頻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，可見光激光器輸出首先通過兩個反射鏡，然后進(jìn)入由倍頻晶體和前后兩個聚焦透鏡F1、F2構(gòu)成的倍頻光路，倍頻晶體置于黃銅卡件上自然制冷，采用的倍頻晶體MO = PPLN為扇形光柵結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)連續(xù)可調(diào)波長的倍頻，避免了單或多通道的離散波長倍頻。倍頻晶體的兩個通光面鍍有高透射率的膜系，前后兩個聚焦透鏡Fl、F2實現(xiàn)光路聚焦和倍頻后的準(zhǔn)直功能，兩個聚焦透鏡Fl、F2同樣鍍有高透射率的膜系，從第二個聚焦透鏡F2出射的光通過兩個反射鏡M1、M2，再經(jīng)過窄帶濾波片和短焦距透鏡耦合進(jìn)入下一級處理裝置，即紫外光波長測量儀器105。
[0027]本發(fā)明利用倍頻技術(shù)將頻率穩(wěn)定的可見光倍頻至紫外波段，并利用可見光波長計實時監(jiān)測輸出可見光的波長值，通過比對紫外光波長測量儀器所測得的倍頻系統(tǒng)輸出光波長值與可見光波長計所監(jiān)測的可見光波長值，來實現(xiàn)對紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)。本發(fā)明所用激光器在可見光波段覆蓋的光波長點多，易于獲得，可針對紫外光波長測量儀器進(jìn)行多波長點、大范圍的波長校準(zhǔn)，填補了現(xiàn)階段光波長校準(zhǔn)在紫外波段的空白。
[0028]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)裝置，其特征在于，包括:可見光激光器、分光器、倍頻系統(tǒng)、可見光波長計和待校準(zhǔn)的紫外光波長測量儀器； 可見光激光器與分光器相連，用于輸出頻率穩(wěn)定的可見光波段激光;分光器分別與倍頻系統(tǒng)、可見光波長計相連，將激光器輸出的可見光分為兩路，分別作為倍頻系統(tǒng)和可見光波長計的輸入;倍頻系統(tǒng)將輸入的可見光倍頻為紫外光;可見光波長計實時監(jiān)測激光器輸出的可見光波長值;倍頻系統(tǒng)的輸出端與待校準(zhǔn)的紫外光波長測量儀器相連，測得的光波長值與可見光波長計監(jiān)測的波長值進(jìn)行比對，完成對紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)。2.如權(quán)利要求1所述的一種紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述倍頻系統(tǒng)中，可見光激光器輸出首先通過兩個反射鏡，然后進(jìn)入由倍頻晶體和前后兩個聚焦透鏡構(gòu)成的倍頻光路，倍頻晶體的兩個通光面鍍有高透射率的膜系，前后兩個聚焦透鏡實現(xiàn)光路聚焦和倍頻后的準(zhǔn)直，且前后兩個聚焦透鏡同樣鍍有高透射率的膜系，從第二個聚焦透鏡出射的光通過兩個反射鏡后，再經(jīng)過窄帶濾波片和短焦距透鏡耦合進(jìn)入下一級處理裝置。3.如權(quán)利要求2所述的一種紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述倍頻晶體置于黃銅卡件上自然制冷。4.一種紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)方法，其特征在于，首先由可見光激光器輸出頻率穩(wěn)定的激光，通過可見光波長計實時檢測輸出可見光的波長值;倍頻后得到的紫外光輸入紫外光波長測量儀器，將測得的波長值與可見光波長計監(jiān)測的波長值進(jìn)行比對，實現(xiàn)對紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)。5.如權(quán)利要求4所述的一種紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)方法，其特征在于，倍頻過程具體包括: 可見光激光器輸出首先通過兩個反射鏡，然后進(jìn)入由倍頻晶體和前后兩個聚焦透鏡構(gòu)成的倍頻光路，倍頻晶體的兩個通光面鍍有高透射率的膜系，前后兩個聚焦透鏡實現(xiàn)光路聚焦和倍頻后的準(zhǔn)直，且前后兩個聚焦透鏡同樣鍍有高透射率的膜系，從第二個聚焦透鏡出射的光通過兩個反射鏡后，再經(jīng)過窄帶濾波片和短焦距透鏡耦合進(jìn)入下一級處理裝置。6.如權(quán)利要求5所述的一種紫外光波長測量儀器的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述倍頻晶體置于黃銅卡件上自然制冷。
【文檔編號】G01J9/00GK106092337SQ201610349525
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】尚福洲, 高業(yè)勝
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第四十研究所, 中國電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所