一种溶液吸收谱线测量方法技术

本发明专利技术公开了一种溶液吸收谱线测量方法，包括：利用FD

【技术实现步骤摘要】
一种溶液吸收谱线测量方法


[0001]本专利技术涉及光学信号处理领域，特别涉及一种利用FD
‑
OCT(傅里叶域光学相干层析成像)系统的溶液吸收谱线测量方法。

技术介绍

[0002]现有的针对溶液吸收谱线的测量方法是利用分光光度计实现的。该方法首先将两个空比色皿分别放置在分光光度计的样品臂和参考臂以测量基线，再将待测样品装入样品臂的比色皿，再次进行宽波段的光谱扫描，将两次测量的结果作比较以获得待测样品的吸收谱线。
[0003]现有的利用分光光度计进行溶液吸收谱线的测量过程中，由于需要波长扫描而占用较长的时间，进而导致了较高的时间成本，造成检测效率较低的问题，同时分光光度计本身的系统成本较高，造成了较高的设备投入。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种溶液吸收谱线测量方法，以提升溶液吸收谱线的测量效率、降低时间成本，并降低检测设备的投入成本。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种溶液吸收谱线测量方法，包括：
[0007]利用傅里叶域光学相干层析成像FD
‑
OCT系统对溶液样品进行测量；
[0008]获取所述FD
‑
OCT系统对溶液样品成像的A
‑
scan的原始干涉信号，并对所述原始干涉信号进行预处理，得到预处理后的干涉信号；
[0009]对所述预处理后的干涉信号进行时频分析，获得关于所述溶液样品深度解析的光谱信息；
[0010]从所述深度解析的光谱信息中，提取出所述溶液样品上表面位置处的光谱信息和所述溶液样品中所指定深度位置处的光谱信息；
[0011]根据所述溶液样品上表面位置处的光谱信息和所述溶液样品中所指定深度位置处的光谱信息，获得所述溶液样品的吸收谱线。
[0012]进一步，所述的对所述原始干涉信号进行预处理，得到预处理后的干涉信号，包括：
[0013]去除所述原始干涉信号中的参考光自相干信号和样品光自相干信号，仅保留所述原始干涉信号中的样品光参考光相干信号；
[0014]对所述样品光参考光相干信号进行色散补偿，以获得色散补偿后的干涉信号。
[0015]进一步，所述的对所述样品光参考光相干信号进行色散补偿为针对二阶色散系数和三阶色散系数的色散补偿。
[0016]进一步，所述的对所述预处理后的干涉信号进行时频分析，获得关于所述溶液样品深度解析的光谱信息，包括：
[0017]对所述预处理后的干涉信号进行短时傅里叶变换STFT，获得关于所述溶液样品的光谱深度信息矩阵。
[0018]进一步，所述深度解析的光谱信息包括：
[0019]所述溶液样品的不同深度处的光谱信息和不同波段下的深度信息。
[0020]进一步，所述的根据所述溶液样品上表面位置处的光谱信息和所述溶液样品中所指定深度位置处的光谱信息，获得所述溶液样品的吸收谱线，包括：
[0021]根据朗伯比尔定律，对所述溶液样品中所指定深度位置处的光谱信息与所述溶液样品上表面位置处的光谱信息之比取对数，以获得所述溶液样品的吸收谱线。
[0022]进一步，所述溶液样品位于样品槽内，并且由盖玻片覆盖于所述溶液样品上。
[0023]进一步，所述溶液样品上表面位置为所述溶液样品与所述盖玻片的交界位置。
[0024]一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储指令，所述指令在由处理器执行时使得所述处理器执行如上任一项所述的溶液吸收谱线测量方法中的步骤。
[0025]一种电子设备，包括：
[0026]至少一个处理器；以及，
[0027]与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0028]所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如上任一项所述的溶液吸收谱线测量方法中的步骤。
[0029]从上述方案可以看出，采用本专利技术的溶液吸收谱线测量方法，在原有SD
‑
OCT系统的基础上不需要引入额外的硬件即可进行光谱分析，在分析过程中，可采用STFT作为时频分析工具进行时频分析，算法的复杂度小，数据处理过程简单，耗时短，与分光光度计按波长扫描的方式测溶液吸收谱线的方法相比，本专利技术的溶液吸收谱线测量方法由于不需要对波长逐一扫描，进而缩短了分析时间，使得时间成本大大降低，实现了快速、精准地测得具有复杂吸收特征溶液的吸收谱线，此外SD
‑
OCT系统的成本也远低于分光光度计，从而降低了针对溶液吸收谱线检测的设备投入成本。
附图说明
[0030]图1为本专利技术实施例的溶液吸收谱线测量方法流程图；
[0031]图2为本专利技术实施例所使用的FD
‑
OCT系统光路结构示意图；
[0032]图3为采用本专利技术实施例的溶液吸收谱线测量方法测得的近红外吸收溶液样品的吸收谱线；
[0033]图4为作为对照使用分光光度计测量的近红外吸收溶液样品的吸收谱线；
[0034]图5为本专利技术实施例的电子设备结构示意图。
具体实施方式
[0035]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本专利技术作进一步详细说明。
[0036]OCT(Optical Coherence Tomography，光学相干层析成像)技术是近些年迅速发
展起来的一种成像技术。该技术利用弱相干光干涉仪的基本原理，能够检测样品不同深度层面对入射弱相干光的背向反射或几次散射信号，通过扫描，可得到样品的二维或三维结构图像。
[0037]FD
‑
OCT，即傅里叶域光学相干层析成像，FD
‑
OCT系统采用光谱仪对干涉信号进行记录，干涉信号的不同频率对应不同光程差，即不同的样品深度。FD
‑
OCT系统对样品进行测量，探测到的信息包含全深度的光谱信息，因此，可以利用不同深度的光谱信号对样品进行光谱分析。
[0038]基于FD
‑
OCT技术，本专利技术实施例中提出了一种溶液吸收谱线测量方法，如图1所示，主要包括以下步骤：
[0039]步骤1、利用FD
‑
OCT系统对溶液样品进行测量；
[0040]步骤2、获取FD
‑
OCT系统对溶液样品成像的A
‑
scan的原始干涉信号，并对原始干涉信号进行预处理，得到预处理后的干涉信号；
[0041]步骤3、对预处理后的干涉信号进行时频分析，获得关于溶液样品深度解析的光谱信息；
[0042]步骤4、从深度解析的光谱信息中，提取出溶液样品上表面位置处的光谱信息和溶液样品中所指定深度位置处的光谱信息；
[0043]步骤5、根据溶液样品上表面位置处的光谱信息和溶液样品中所指定深度位置处的光谱信息，获得溶液样品的吸收谱线。
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种溶液吸收谱线测量方法，包括：利用傅里叶域光学相干层析成像FD
‑
OCT系统对溶液样品进行测量；获取所述FD
‑
OCT系统对溶液样品成像的A
‑
scan的原始干涉信号，并对所述原始干涉信号进行预处理，得到预处理后的干涉信号；对所述预处理后的干涉信号进行时频分析，获得关于所述溶液样品深度解析的光谱信息；从所述深度解析的光谱信息中，提取出所述溶液样品上表面位置处的光谱信息和所述溶液样品中所指定深度位置处的光谱信息；根据所述溶液样品上表面位置处的光谱信息和所述溶液样品中所指定深度位置处的光谱信息，获得所述溶液样品的吸收谱线。2.根据权利要求1所述的溶液吸收谱线测量方法，其特征在于，所述的对所述原始干涉信号进行预处理，得到预处理后的干涉信号，包括：去除所述原始干涉信号中的参考光自相干信号和样品光自相干信号，仅保留所述原始干涉信号中的样品光参考光相干信号；对所述样品光参考光相干信号进行色散补偿，以获得色散补偿后的干涉信号。3.根据权利要求2所述的溶液吸收谱线测量方法，其特征在于：所述的对所述样品光参考光相干信号进行色散补偿为针对二阶色散系数和三阶色散系数的色散补偿。4.根据权利要求1所述的溶液吸收谱线测量方法，其特征在于，所述的对所述预处理后的干涉信号进行时频分析，获得关于所述溶液样品深度解析的光谱信息，包括：对所述预处理后的干涉信号进行短时傅里叶变...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭翔宇，孙利群，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：