一種紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(zhǎng)計(jì)和待校準(zhǔn)的紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(zhǎng)計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸出可見光的波長(zhǎng)值，通過比對(duì)紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x器所測(cè)得的倍頻系統(tǒng)輸出光波長(zhǎng)值與可見光波長(zhǎng)計(jì)所監(jiān)測(cè)的可見光波長(zhǎng)值，來實(shí)現(xiàn)對(duì)紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(zhǎng)點(diǎn)多，易于獲得，可針對(duì)紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行多波長(zhǎng)點(diǎn)、大范圍的波長(zhǎng)校準(zhǔn)，利用可見光波長(zhǎng)計(jì)對(duì)激光器波長(zhǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，不必選用激光器即可實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)能力的提高，降低結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，填補(bǔ)了現(xiàn)階段光波長(zhǎng)校準(zhǔn)在紫外波段的空白。
【專利說明】
一種紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x器的校準(zhǔn)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x器的校準(zhǔn)裝置，還涉及一種紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(duì)于紫外波段光波長(zhǎng)準(zhǔn)確度的要求也越來越高。在光波長(zhǎng)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(zhǎng)源，進(jìn)而對(duì)近紅外與可見光波段的光波長(zhǎng)進(jìn)行校準(zhǔn)，但紫外波段的光波長(zhǎng)校準(zhǔn)技術(shù)尚不成熟。
[0003]目前國(guó)際上對(duì)于紫外波段的光波長(zhǎng)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(qiáng)、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(shí)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(zhǎng)源使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)階段紫外光波長(zhǎng)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(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(zhǎng)計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸出可見光的波長(zhǎng)值，通過比對(duì)紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x器所測(cè)得的倍頻系統(tǒng)輸出光波長(zhǎng)值與可見光波長(zhǎng)計(jì)所監(jiān)測(cè)的可見光波長(zhǎng)值，來實(shí)現(xiàn)對(duì)紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x器的校準(zhǔn)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(zhǎng)計(jì)和待校準(zhǔn)的紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(zhǎng)計(jì)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(zhǎng)計(jì)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(zhǎng)計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)激光器輸出的可見光波長(zhǎng)值;倍頻系統(tǒng)的輸出端與待校準(zhǔn)的紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x器相連，測(cè)得的光波長(zhǎng)值與可見光波長(zhǎng)計(jì)監(jiān)測(cè)的波長(zhǎng)值進(jìn)行比對(duì)，完成對(duì)紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(gè)反射鏡，然后進(jìn)入由倍頻晶體和前后兩個(gè)聚焦透鏡構(gòu)成的倍頻光路，倍頻晶體的兩個(gè)通光面鍍有高透射率的膜系，前后兩個(gè)聚焦透鏡實(shí)現(xiàn)光路聚焦和倍頻后的準(zhǔn)直，且前后兩個(gè)聚焦透鏡同樣鍍有高透射率的膜系，從第二個(gè)聚焦透鏡出射的光通過兩個(gè)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(jí)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(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)波長(zhǎng)的倍頻，避免了單或多通道的離散波長(zhǎng)倍頻。
[0010]本發(fā)明還提出了一種紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(zhǎng)計(jì)實(shí)時(shí)檢測(cè)輸出可見光的波長(zhǎng)值;倍頻后得到的紫外光輸入紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x器，將測(cè)得的波長(zhǎng)值與可見光波長(zhǎng)計(jì)監(jiān)測(cè)的波長(zhǎng)值進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(gè)反射鏡，然后進(jìn)入由倍頻晶體和前后兩個(gè)聚焦透鏡構(gòu)成的倍頻光路，倍頻晶體的兩個(gè)通光面鍍有高透射率的膜系，前后兩個(gè)聚焦透鏡實(shí)現(xiàn)光路聚焦和倍頻后的準(zhǔn)直，且前后兩個(gè)聚焦透鏡同樣鍍有高透射率的膜系，從第二個(gè)聚焦透鏡出射的光通過兩個(gè)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(jí)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(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)波長(zhǎng)的倍頻，避免了單或多通道的離散波長(zhǎng)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(zhǎng)測(cè)量?jī)x器的多波長(zhǎng)點(diǎn)、大范圍校準(zhǔn)需求；
[0016](2)通過與可見光波長(zhǎng)計(jì)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果比對(duì)，不必采用穩(wěn)頻激光器即可實(shí)現(xiàn)對(duì)紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x器的校準(zhǔn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)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(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)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(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)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(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)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(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(zhǎng)計(jì)實(shí)時(shí)檢測(cè)輸出可見光的波長(zhǎng)值;倍頻后得到的紫外光輸入紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x器，將測(cè)得的波長(zhǎng)值與可見光波長(zhǎng)計(jì)監(jiān)測(cè)的波長(zhǎng)值進(jìn)行比對(duì)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x器的校準(zhǔn)。
[0022]本發(fā)明通過對(duì)可見光實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到激光器波長(zhǎng)的變化，可以更加精確的測(cè)量光波長(zhǎng)，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(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(zhǎng)計(jì)104和待校準(zhǔn)的紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(zhǎng)計(jì)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(zhǎng)計(jì)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(zhǎng)計(jì)104實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)激光器101輸出的可見光波長(zhǎng)值;倍頻系統(tǒng)103的輸出端與待校準(zhǔn)的紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x器105相連，測(cè)得的光波長(zhǎng)值與可見光波長(zhǎng)計(jì)監(jiān)測(cè)的波長(zhǎng)值進(jìn)行比對(duì)，完成對(duì)紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x器的校準(zhǔn)。
[0025]下面給出本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)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(zhǎng)計(jì)104對(duì)光波長(zhǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；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(zhǎng)測(cè)量?jī)x器105。將待校準(zhǔn)紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x器105所測(cè)得的波長(zhǎng)值與可見光波長(zhǎng)計(jì)104監(jiān)測(cè)的波長(zhǎng)值進(jìn)行比對(duì)，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(duì)紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(gè)反射鏡，然后進(jìn)入由倍頻晶體和前后兩個(gè)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(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)波長(zhǎng)的倍頻，避免了單或多通道的離散波長(zhǎng)倍頻。倍頻晶體的兩個(gè)通光面鍍有高透射率的膜系，前后兩個(gè)聚焦透鏡Fl、F2實(shí)現(xiàn)光路聚焦和倍頻后的準(zhǔn)直功能，兩個(gè)聚焦透鏡Fl、F2同樣鍍有高透射率的膜系，從第二個(gè)聚焦透鏡F2出射的光通過兩個(gè)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(jí)處理裝置，即紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(zhǎng)計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸出可見光的波長(zhǎng)值，通過比對(duì)紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x器所測(cè)得的倍頻系統(tǒng)輸出光波長(zhǎng)值與可見光波長(zhǎng)計(jì)所監(jiān)測(cè)的可見光波長(zhǎng)值，來實(shí)現(xiàn)對(duì)紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(zhǎng)點(diǎn)多，易于獲得，可針對(duì)紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行多波長(zhǎng)點(diǎn)、大范圍的波長(zhǎng)校準(zhǔn)，填補(bǔ)了現(xiàn)階段光波長(zhǎng)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(shí)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(xiàng)】
1.一種紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(zhǎng)計(jì)和待校準(zhǔn)的紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(zhǎng)計(jì)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(zhǎng)計(jì)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(zhǎng)計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)激光器輸出的可見光波長(zhǎng)值;倍頻系統(tǒng)的輸出端與待校準(zhǔn)的紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x器相連，測(cè)得的光波長(zhǎng)值與可見光波長(zhǎng)計(jì)監(jiān)測(cè)的波長(zhǎng)值進(jìn)行比對(duì)，完成對(duì)紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x器的校準(zhǔn)。2.如權(quán)利要求1所述的一種紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(gè)反射鏡，然后進(jìn)入由倍頻晶體和前后兩個(gè)聚焦透鏡構(gòu)成的倍頻光路，倍頻晶體的兩個(gè)通光面鍍有高透射率的膜系，前后兩個(gè)聚焦透鏡實(shí)現(xiàn)光路聚焦和倍頻后的準(zhǔn)直，且前后兩個(gè)聚焦透鏡同樣鍍有高透射率的膜系，從第二個(gè)聚焦透鏡出射的光通過兩個(gè)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(jí)處理裝置。3.如權(quán)利要求2所述的一種紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(zhǎng)計(jì)實(shí)時(shí)檢測(cè)輸出可見光的波長(zhǎng)值;倍頻后得到的紫外光輸入紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x器，將測(cè)得的波長(zhǎng)值與可見光波長(zhǎng)計(jì)監(jiān)測(cè)的波長(zhǎng)值進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x器的校準(zhǔn)。5.如權(quán)利要求4所述的一種紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(gè)反射鏡，然后進(jìn)入由倍頻晶體和前后兩個(gè)聚焦透鏡構(gòu)成的倍頻光路，倍頻晶體的兩個(gè)通光面鍍有高透射率的膜系，前后兩個(gè)聚焦透鏡實(shí)現(xiàn)光路聚焦和倍頻后的準(zhǔn)直，且前后兩個(gè)聚焦透鏡同樣鍍有高透射率的膜系，從第二個(gè)聚焦透鏡出射的光通過兩個(gè)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(jí)處理裝置。6.如權(quán)利要求5所述的一種紫外光波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x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(hào)】G01J9/00GK106092337SQ201610349525
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】尚福洲, 高業(yè)勝
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十研究所, 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所