一种基于MEMS法珀腔芯片的精确化波长标定方法技术

本发明专利技术主要涉及近红外光谱技术领域。为了解决MEMS法珀腔芯片的常规波长标定方法精度较低，通常需要对单一波长进行重复标定以保证其测量精度，耗时耗力的为题，本发明专利技术提供一种基于MEMS法珀腔的精确化波长标定方法，首先根据MEMS法珀腔芯片波长范围及波长点数目计算各波长点的波长，确定需要进行标定的波长点标定波长点λ

【技术实现步骤摘要】
一种基于MEMS法珀腔芯片的精确化波长标定方法


[0001]本专利技术主要涉及近红外光谱
，尤其是涉及一种基于MEMS法珀腔芯片的精确化波长标定方法。

技术介绍

[0002]随着微机电技术的发展，近红外光谱仪的微型化是近些年的发展重点，目前最常见的微型化近红外光谱仪是基于Fabry
‑
Perot(法珀腔)干涉可调滤波芯片的，MEMS法珀腔芯片的光学原理是基于法布里－珀罗干涉原理，通过半导体集成电路工艺制成的分光芯片，以不同电压驱动芯片，获得不同窄带光谱。MENS法珀腔芯片集成到微型化光谱系统之前，需要对MENS法珀腔芯片的波长进行标定，从而为微型化光谱系统检测算法的实施做好前期的基本标定准备工作。目前，MEMS法珀腔芯片的常规波长标定方法精度较低，为了提高标定精度，常用的方法为针对单一波长进行重复标定以保证其测量精度，这种方法费时费力，严重阻碍了MEMS法珀腔芯片的应用及产业化发展。因此，如何实现一种基于MEMS法珀腔芯片的精确化波长标定方法成为亟须解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题：
[0004]提供一种基于MEMS法珀腔芯片的精确化波长标定方法，解决MEMS法珀腔芯片的常规波长标定方法精度较低，通常需要对单一波长进行重复标定以保证其测量精度，耗时耗力的为题。
[0005]本专利技术结解决上述技术问题所采用的技术方案：
[0006]一种基于MEMS法珀腔芯片的精确化波长标定方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1：选择待标定电压的波长点λ
m
，进行粗扫描，获取波长点λ
m
对应的粗略标定电压v1；
[0008]步骤2：根据粗略标定电压v1和粗扫描中设置的扫描电压间隔步长确定精扫描的电压范围，获取精细标定电压v2；
[0009]步骤3：计算精细标定电压v2对应的波长点λ
p
；
[0010]步骤4：根据波长点λ
p
及标定电压v2进行手动微调，获取波长点λ
m
的最终标定电压v3；
[0011]步骤5：验证最终标定电压v3是否为波长点λ
m
的准确标定电压。
[0012]进一步的，所述步骤1之前还包括：根据MEMS法珀腔的波长范围λ1～λ2和波长点数目计算出相邻两个波长点之间的波长差Δλ，计算出MEMS法珀腔所有波长点的波长λ
n
＝λ1+(n
‑
1)λ，中n为MEMS法珀腔芯片中的第n个波长点。
[0013]进一步的，步骤1具体包括，设置扫描开始电压、结束电压、扫描间隔电压步长Δv，并在示波器中将起始波长和结束波长设置为待标定电压波长点λ
m
，扫描结果中光强最大值点对应的电压即为波长点λ
m
的粗扫描电压v1。
[0014]进一步的，所述步骤2包括：将扫描起始电压设置为(v1‑
Δv)，结束电压设置为(v1+Δv)，扫描间隔电压步长设置为Δv1，并将示波器中将起始波长和结束波长设置为待标定波长点的波长λ
m
，扫描结果中光强最大值点对应的电压即为波长点λ
m
的精细化扫描电压v2。
[0015]进一步的，所述步骤3具体包括：
[0016]获取波长为(λ
m
‑
2)nm、(λ
m
‑
1)nm、(λ
m
+1)nm、(λ
m
+2)nm的波长点的光强值，若波长为(λ
m
‑
1)nm对应的波长点光强值为x1，波长为(λ
m
‑
2)nm对应的波长点光强值为x2，波长为(λ
m
+1)nm对应的波长点光强值为x3，波长为(λ
m
+2)nm对应的波长点光强值为x4；
[0017]若x2＞x4，则最终选定特征波长点分别为：λ
m
、光谱图像中光强值x2对应的两个波长点，光谱图像中光强值x1对应的两个波长点；其中光强值x2所对应的两个波长点其中一个的波长为(λ
m
‑
2)nm，另一个设定记为λ
a
nm，光强值x1所对应的两个波长点其中一个波长为(λ
m
‑
1)nm，另一个设定为λ
b
nm，由上通过五点均值法计算获取v2对应的标定波长λ2的最终计算公式为：λ
p
＝[λ
m
+(λ
m
‑
1)+(λ
m
‑
2)+λ
a
+λ
b
]/5；
[0018]若x2＜x4，则最终选定特征波长点分别为λ
m
、光谱图像中光强值x4对应的两个波长点，光谱图像中光强值x3对应的两个波长点，其中光强值x4所对应的两个波长点其中一个为(λ
m
+2)nm，另一个设定为λ
c
nm，光强值x3所对应的两个波长点其中一个为(λ
m
+1)nm，另一个设定为λ
d
nm，由上通过五点均值法计算获取v2对应的标定波长λ2的最终计算公式为：λ
p
＝[λ
m
+(λ
m
+1)+(λ
m
+2)+λ
c
+λ
d
]/5。
[0019]进一步的，步骤5具体包括：根据步骤3中选定的特征波长点为(λ
m
‑
2)nm、(λ
m
‑
1)nm或(λ
m
+1)nm、(λ
m
+2)nm及波长点λ
m
在最终标定电压v3的光谱图像进行标定结果验证；
[0020]若步骤3中选择的特征波长点为(λ
m
‑
2)nm、(λ
m
‑
1)nm，则在光谱图像中分别找出与波长点(λ
m
‑
2)nm和(λ
m
‑
1)nm光强值相同的波长点，将上述4个波长点及波长点λ
m
的波长计算平均值，若计算结果与波长点λ
m
的波长相同，则最终标定电压v3为波长点λ
m
的准确标定电压；若步骤4中选择的特征波长点为(λ
m
+1)nm、(λ
m
+2)nm，则在光谱图像中分别找出与波长点(λ
m
+1)nm和(λ
m
+2)nm光强值相同的波长点，将上述4个波长点及波长点λ
m
的波长计算平均值，若计算结果与波长点λ
m
的波长相同，则最终标定电压v3为波长点λ
m
的准确标定电压。
[0021]本专利技术的有益效果：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MEMS法珀腔芯片的精确化波长标定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：选择待标定电压的波长点λ
m
，进行粗扫描，获取波长点λ
m
对应的粗略标定电压v1；步骤2：根据粗略标定电压v1和粗扫描中设置的扫描电压间隔步长确定精扫描的电压范围，获取精细标定电压v2；步骤3：计算精细标定电压v2对应的波长点λ
p
；步骤4：根据波长点λ
p
及标定电压v2进行手动微调，获取波长点λ
m
的最终标定电压v3；步骤5：验证最终标定电压v3是否为波长点λ
m
的准确标定电压。2.根据权利要求1所述的一种基于MEMS法珀腔芯片的精确化波长标定方法，其特征在于，所述步骤1之前还包括：根据MEMS法珀腔的波长范围λ1～λ2和波长点数目计算出相邻两个波长点之间的波长差Δλ，计算出MEMS法珀腔所有波长点的波长λ
n
＝λ1+(n
‑
1)λ，中n为MEMS法珀腔芯片中的第n个波长点。3.根据权利要求1所述的一种基于法珀腔的精确化波长标定方法，其特征在于，步骤1具体包括，设置扫描开始电压、结束电压、扫描间隔电压步长Δv，并在示波器中将起始波长和结束波长设置为待标定电压波长点λ
m
，扫描结果中光强最大值点对应的电压即为波长点λ
m
的粗扫描电压v1。4.根据权利要求2所述的一种基于MEMS法珀腔的精确化波长标定方法，其特征在于，所述步骤2包括：将扫描起始电压设置为(v1‑
Δv)，结束电压设置为(v1+Δv)，扫描间隔电压步长设置为Δv1，并将示波器中将起始波长和结束波长设置为待标定波长点的波长λ
m
，扫描结果中光强最大值点对应的电压即为波长点λ
m
的精细化扫描电压v2。5.根据权利要求3所述的一种基于MEMS法珀腔的精确化波长标定方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：获取波长为(λ
m
‑
2)nm、(λ
m
‑
1)nm、(λ
m
+1)nm、(λ
m
+2)nm的波长点的光强值，若波长为(λ
m
‑
1)nm对应的波长点光强值为x1，波长为(λ
m
‑
2)nm对应的波长点光强值为x2，波长为(λ
m
+1)nm对应的波长点光强值为x3，波长为(λ
m
+2)nm对应的波长点光强值为x4；若x2&gt;x4，则最终选定特征波长点分别为：λ
m
、光谱图像中光强值x2对应的两个波长点，光谱图像中光强值x1对应的两个波长点；其中光强值x2所对应的两个波长点其中一个的波长为(λ
m
‑
2)nm，另一个设定记为λ
a...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩，赵浩宇，周思豪，蔡利，闫晓剑，张国宏，
申请(专利权)人：四川启睿克科技有限公司，
类型：发明
国别省市：