采用光开关消除阵列光谱仪暗噪声漂移的光路系统技术方案

一种采用光开关消除阵列光谱仪暗噪声漂移的光路系统，涉及一种光学领域中消除暗噪声漂移的设备，包括光源、样品、光开关、阵列光谱仪、数据采集端；在光源的光路上设置样品，样品与光开关的输入端连接，光开关的输出端与阵列光谱仪的输入端连接；阵列光谱仪的输出端与数据采集端连接，数据采集端为计算机；光开关、阵列光谱仪的输入端还与控制器的输出端连接。本实用新型专利技术可有效消除由于温度漂移导致的暗噪声漂移等系统误差，还可拓展光谱仪线性和动态响应范围，简化测量步骤，可降低随机噪声强度，可降低感光元件的疲劳程度，易于推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种光学领域中消除暗噪声漂移的设备，特别是一种采用光开关消除阵列光谱仪暗噪声漂移的光路系统。
技术介绍
阵列光谱仪（即阵列感光式光谱仪）通过后置式分光，采用CCD、CMOS或PDA阵列式感光元件采集光谱，具有体积小巧、结构紧凑、信号采集效率高等优点。但是，感光元件自身存在暗电流，而且暗电流随温度变化，阵列中每个像素点的温度响应也存在差异；这就导致普遍存在的基础暗电流误差、随温度变化的动态整体温漂误差和像素点间的系统误差。实际测量中，温度引起的像素点间系统误差与随机误差难以区分，测量结果的整体误差随之增大。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：提供一种采用光开关消除阵列光谱仪暗噪声漂移的光路系统，以消除暗噪声漂移等系统误差。解决上述技术问题的技术方案是：一种采用光开关消除阵列光谱仪暗噪声漂移的光路系统，包括光源、样品、光开关、控制器、阵列光谱仪、数据采集端；其中：在光源的光路上设置样品，样品与光开关的输入端连接，光开关的输出端与阵列光谱仪的输入端连接；阵列光谱仪的输出端与数据采集端连接；光开关、阵列光谱仪的输入端还与控制器的输出端连接。本技术的进一步技术方案是：所述的光开关为毫秒级开关频率的MEMS光开关。本技术的再进一步技术方案是：所述的数据采集端为计算机。由于采用上述结构，本技术之采用光开关消除阵列光谱仪暗噪声漂移的光路系统与现有技术相比，具有以下有益效果：1.可消除暗噪声漂移等系统误差：由于本技术包括光源、样品、光开关、阵列光谱仪、数据采集端；其中，在光源的光路上设置样品，样品与光开关的输入端连接，光开关的输出端与阵列光谱仪的输入端连接；阵列光谱仪的输出端与数据采集端连接；光开关、阵列光谱仪的输入端还与控制器的输出端连接。工作时，由光源发出的光线L1，照射样品后发出光线L2；光线L2通过光开关，光开关射出的间断光线L3进入阵列光谱仪；阵列光谱仪输出光通信号S1和光断信号S0至数据采集端，数据采集端将光通信号S1和光断信号S0进行差减后输出为校正后的光谱信号S，该光谱信号S作为真实的光谱响应，即可有效消除由于温度漂移导致的暗噪声漂移等系统误差。2. 可拓展光谱仪线性和动态响应范围：由于本技术采用光开关设计，当信号超出光谱仪的最佳线性和动态响应范围时，光开关作瞬间切断后，再次记录信号，可以有效改善和拓展光谱仪的线性和动态响应范围。3. 简化测量步骤：现有光谱仪在使用前都需要手工进行背景和暗噪声扣除，采用本技术后，无需再进行暗噪声扣除，背景扣除可通过控制器自动设置完成，因此可简化测量步骤。4. 可降低随机噪声强度：由于本技术在进行随机误差E和E0的加减运算后，幅度减小，可降低随机噪声强度。5. 可降低感光元件的疲劳程度：本技术减少了连续照射时间，可降低感光元件的疲劳程度，易于推广使用。 下面，结合附图和实施例对本技术之采用光开关消除阵列光谱仪暗噪声漂移的光路系统的技术特征作进一步的说明。附图说明图1：本技术之采用光开关消除阵列光谱仪暗噪声漂移的光路系统的结构示意图。在图1中，各附图标记说明如下：1-光源，2-样品，3-光开关， 4-控制器，5-阵列光谱仪，6-计算机。具体实施方式实施例一：一种采用光开关消除阵列光谱仪暗噪声漂移的光路系统，包括光源1、样品2、光开关3、控制器4、阵列光谱仪5、数据采集端6；其中：在光源1的光路上设置样品2，样品2与光开关3的输入端连接，该光开关3为毫秒级开关频率的MEMS光开关，光开关3的输出端与阵列光谱仪5的输入端连接；阵列光谱仪5的输出端与数据采集端6连接，数据采集端6为计算机；光开关3、阵列光谱仪5的输入端还与控制器4的输出端连接。本技术的工作原理如下：光源1发出的光线L1，照射样品后发出光线L2；光线L2通过光开关，光开关射出的间断光线L3进入阵列光谱仪；阵列光谱仪输出光通信号S1和光断信号S0至数据采集端，数据采集端将光通信号S1和光断信号S0进行差减后输出为校正后的光谱信号S，该光谱信号S作为真实的光谱响应，即可有效消除由于温度漂移导致的暗噪声漂移等系统误差。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用光开关消除阵列光谱仪暗噪声漂移的光路系统，其特征在于：包括光源（1）、样品（2）、光开关（3）、控制器（4）、阵列光谱仪（5）、数据采集端（6）；其中：在光源（1）的光路上设置样品（2），样品（2）与光开关（3）的输入端连接，光开关（3）的输出端与阵列光谱仪（5）的输入端连接；阵列光谱仪（5）的输出端与数据采集端（6）连接；光开关（3）、阵列光谱仪（5）的输入端还与控制器（4）的输出端连接。

【技术特征摘要】
1.一种采用光开关消除阵列光谱仪暗噪声漂移的光路系统，其特征在于：包括光源（1）、样品（2）、光开关（3）、控制器（4）、阵列光谱仪（5）、数据采集端（6）；其中：在光源（1）的光路上设置样品（2），样品（2）与光开关（3）的输入端连接，光开关（3）的输出端与阵列光谱仪（5）的输入端连接；阵列光谱仪（5）的输出端与数据采集端...

【专利技术属性】
技术研发人员：粟晖，姚志湘，
申请(专利权)人：广西科技大学，
类型：新型
国别省市：广西;45