【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种光谱测量方法，具体涉及一种基于相干衍射成像的光谱测量方法，以及用于实现该方法的光谱测量装置。
技术介绍
1、光是一种电磁波，包含着不同波长的形式。对于应用光，尤其是激光的诸多领域，例如激光器、光传感、光通信、光谱成像、医学成像等，获取光的光谱信息是非常必要和重要的。
2、图1为一种传统的色散型光谱系统，其组成一般包括成像透镜01、入射狭缝02、第一反射镜03、分光元件04、第二反射镜05以及探测器06。入射狭缝的02作用为在入射光的照射下形成光谱系统的物点；成像透镜01一般根据实际需求进行光准直或聚焦；探测器06一般放置于成像面，测量各波长像点的光强度，可以是ccd阵列或其它种类的光探测器阵列。光谱系统的核心在于分光，对于色散型光谱仪，其分光元件04一般为棱镜或光栅器件，分光元件04将复色光分光后，将色散开的单色光按波长大小而依次排列得到光谱。
3、光谱测量范围对于光谱系统而言是一个重要的性能参数，根据传统光谱系统的工作原理，其光谱测量范围主要由分光元件的工作波长范围和探测器的测量波长范围决定。对于红外光、可见光和紫外光波段，已经具有比较成熟的分光元件。然而在极紫外和软x射线波段，由于其波段的特殊性，分光元件存在一定不足，对光谱系统带来限制，主要包括：在极紫外和软x射线波段，光栅器件较难制备，且成本很高；在极紫外和软x射线波段，市面上的单个光栅器件覆盖的波长范围十分有限，例如日本岛津公司光栅产品，在极紫外和软x射线波段，其单个光栅工作范围为1-6nm、或5-20nm、或20-80nm或5
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有光谱测量系统由于分光元件问题，对于特殊波段的光，存在测量光谱范围受限、测量效率较低、系统复杂且成本较高的技术问题，而提供一种基于相干衍射成像的光谱测量方法及装置。
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
3、一种基于相干衍射成像的光谱测量方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
4、步骤1、根据待测光的波段范围，选取对应结构精细度的衍射样品；
5、步骤2、根据待测光的波段范围，选取对应波段的独立单色光，或采用对应波长的单色器对待测光进行滤波获取单色光，并使用单色光照射衍射样品，通过探测器采集经过衍射样品衍射的单色光标定衍射图样；
6、步骤3、使用待测光照射衍射样品，通过探测器采集经过衍射样品衍射的待测光衍射图样；
7、步骤4、基于单色光标定衍射图样和待测光衍射图样，获取待测光光谱，完成光谱测量。
8、进一步地，步骤4具体为：基于单色光标定衍射图样和待测光衍射图样，通过求解矩阵方程的方式，获取待测光光谱；矩阵方程为：c＝σsieici，a＝cb；式中：si为待测光的光谱，ei为对应波长的探测器量子效率；ci为系列缩放矩阵；c为缩放矩阵；i为1、2、3…n，n为常数；a为待测光衍射图样，b为单色光标定衍射图样。
9、进一步地，步骤4具体为：基于单色光标定衍射图样和待测光衍射图样，通过迭代算法拟合得到缩放矩阵c，再根据a＝cb，获取待测光光谱，其中a为待测光衍射图样，b为单色光标定衍射图样。
10、进一步地，还包括步骤5：利用待测光光谱和单色光标定衍射图样进行复色化拟合，得到复色化衍射图样，将复色化衍射图样与待测光衍射图样进行差值对比获得残差数据，通过残差数据分析待测光光谱的准确性，残差数据越小，准确性越高。
11、同时，本专利技术还提供了一种基于相干衍射成像的光谱测量装置用于实现前述的一种基于相干衍射成像的光谱测量方法，其特殊之处在于：
12、包括探测器、结构精细度与待测光波段相对应的衍射样品，以及可移除的单色器；探测器设置于衍射样品一侧，且两者之间设有间隔，用于采集经过衍射样品衍射后的衍射图样；单色器设置于衍射样品的一侧，且两者之间设有间隔，用于对待测光进行滤波获取单色光；衍射样品用于对单色光和待测光进行衍射。
13、进一步地，探测器为ccd探测器。
14、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
15、1、本专利技术提出一种利用相干衍射成像进行光谱测量的方法，通过采集单色光标定衍射图样和待测光衍射图样，从而通过两种不同的衍射图样，实现光谱测量。
16、2、本专利技术无需采用棱镜或光栅等分光元件，仅需采用在相应谱段具有较明显衍射效果的衍射样品，具有结构简单、多波段适配性强、光谱测量范围广、成本低等显著特点。
17、3、本专利技术不同于传统相干衍射成像中要求照明光必须为单色光，本专利技术利用了复色光的相干衍射，因此，可以获取复色光光谱信息。
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1.一种基于相干衍射成像的光谱测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于相干衍射成像的光谱测量方法，其特征在于，步骤4具体为：
3.根据权利要求1所述的一种基于相干衍射成像的光谱测量方法，其特征在于，步骤4具体为：
4.根据权利要求1-3任一所述的一种基于相干衍射成像的光谱测量方法，其特征在于，还包括步骤5：
5.一种基于相干衍射成像的光谱测量装置，用于实现权利要求1-4任一所述的一种基于相干衍射成像的光谱测量方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的一种基于相干衍射成像的光谱测量装置，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种基于相干衍射成像的光谱测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于相干衍射成像的光谱测量方法，其特征在于，步骤4具体为：
3.根据权利要求1所述的一种基于相干衍射成像的光谱测量方法，其特征在于，步骤4具体为：
4.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：王虎山，李博洋，肖泽华，曹华保，黄沛，付玉喜，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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