微型光纤光谱仪的波长定标分析

武传龙; 冯国英; 韩旭; 姜海涛; 欧群飞; 王建军; 李密

doi:10.3969/j.issn.1001-3806.2012.05.027

微型光纤光谱仪的波长定标分析

1.
四川大学, 电子信息学院, 成都, 610064;
2.
中国工程物理研究院, 激光聚变研究中心, 绵阳, 621900;
3.
中国工程物理研究院, 应用电子学研究所, 绵阳, 621900

作者简介: 武传龙(1987- ),男,硕士研究生,现主要从事激光与光通信的研究..

通讯作者: 冯国英, guoing_feng@scu.edu.cn ;

基金项目:
国家自然科学基金资助项目(60890200;10976017;10876022);固体激光技术国家级重点实验室基金资助项目
中图分类号: TH744.1

Wavelength calibration for miniature fiber optical spectrometers

1.
College of Electronics and Information Engineering, Sichuan University, Chengdu 610064, China;
2.
Research Center of Laser Fusion, Chinese Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China;
3.
Institute of Applied Electronics, Chinese Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China

Corresponding author: FENG Guo-ying, guoing_feng@scu.edu.cn ;

CLC number: TH744.1

摘要: 为了提高光纤光谱仪的测量精度,采用标准汞氩灯谱线和最小二乘法的3阶线性拟合,取得了完整的波长定标方案。结果表明,算术平均误差小于0.167nm,标准差小于0.217nm,波长与像素的拟合相关程度较高;定标后波长不确定度优于0.11nm,误差小于0.15nm,波长重复性可达0.01nm。这一结果对提高光谱仪实际应用中的测量精度是非常有益的。
- 光谱学 /
- 波长定标 /
- 最小二乘 /
- 光纤光谱仪
Abstract: In order to improve the measurement accuracy of the miniature fiber spectrometer,a complete calibration scheme was obtained based on the standard emission spectrum of mercury and argon lamp and three-order linear fitting of the least squares.Calibration results show that the arithmetic mean error is less than 0.167nm,standard deviation is less than 0.217nm and the fitting related degree is high.Test results show that after calibration the wavelength uncertainty is better than the 0.11nm,the error is less than 0.15nm,and the wavelength repeatability can reach 0.01nm.This result is beneficial for improving the measurement precision of spectrometers in the practical applications.
- spectroscopy /
- wavelength calibration /
- the least squares /
- fiber spectrometer

[1]	JU H,WU Y H.The state of the art of micro spectrometers[J].Optics Precision Engineering,2001,9(4):372-376(in Chinese).
[2]	HU Y,RONG J.The development and expectation of CCD[J].Chinese Journal of Scientific Instrument,2005,26(8):718-720(in Chinese).
[3]	ZHANG Y,ZHAO Y,WU X M,et al.Advancement on multi-spectrum detecting and laser multi-spectrum detecting mtechnology[J].Laser Technology,2007,31(2):187-191(in Chinese).
[4]	ZHANG Zh W.Microminiature fiber optic spectroscopy[J].Life Science Instruments,2006,4(8):51-54(in Chinese).
[5]	JIA H,YAO Y.Characteristics of typical optical systems with diffractive gratings of micro spectrometers and improvement of spectrometer's resolution[J].Spectroscopy and Spectral Analysis,2007,27(8):1653-1656(in Chinese).
[6]	DONG Sh R,HOU L T.Fabrication and the spectrum property of Yb3+-doped silicate glass[J].Laser Technology,2010,34(2):236239(in Chinese).
[7]	WANG W L,TAN T,WANG L,et al.Development of micro-spectrometer based on linear CCD clip[J].Journal of Atmospheric and Environmental Optics,2011,6(4):299-304(in Chinese).
[8]	SHI J F,HUI M,WANG D Sh,et al.Micromation and applications of spectrometers[J].Optical Technique,2003,29(1):13-15(in Chinese).
[9]	JIA H,LI F T.Analysis of factors affecting spectral radiance calibrationby applying a diffuse plane[J].Acta Optica Sinica,2004,24 (3):383-387(in Chinese).
[10]	LI X,ZHANG G W,XUN L N,et al.Wavelength calibration of shortwave infrared flat spectroradiometer[J].Acta Optica Sinica, 2008,28(5):902-906(in Chinese).
[11]	HOPKINSTON G R,GOODMAN T M,PRINCE S R,et al.A guide to the use and calibration of detector array equipment[M]. Washington DC,USA:Sira Technology Ltd.,2004:123-136.
[12]	QIAO D E,GU Y H,XU X L,et al.Wavelength calibration algorithm in grating spectrometer[J].Acta Photonica Sinica,2009,38 (9):2283-2287(in Chinese).
[13]	SHEN H Ch,PAN J G,FENG H J,et al.Calibration of the fast scan multichannel spectrometer[J].Optical Instruments,2006,28 (2):51-55(in Chinese).
[14]	SHI H L,XIONG W,ZUO M M,et al.Study on calibration method of spatial heterodyne spectrometer[J].Spectroscopy and Spectral Analysis,2010,30(6):1683-1687(in Chinese).
[15]	XIE Y Zh,ZHUANG S L,ZHANG B Zh.Rsearch on calibration of spectrometer based on linear CCD[J].Chinese Journal of Scientific Instrument,2011,32(3):546-550(in Chinese).
[16]	XU Zh M,YU B X.Wavelength calibration for PC20002PC/104 spectrometer[J].Optics and Precision Engineering,2004,12(1):11-14(in Chinese).
[17]	SANSONETTI C J,SALIT M L,READER J.Wavelengths of spectral lines in mercury pencil lamps[J].Applied Optics,1996,35 (1):74-77.
[18]	ZHANG T Q,ZHENG Y M.Research on demarcating methods of spectrum by CCD[J].Optical Technique,2002,28(3):257-258 (in Chinese).

[1]	陆俊 , 高淑梅 , 熊婕 , 杨幼益 , 陈国庆 . 女性尿液荧光光谱学特性及机理分析. 激光技术, 2010, 34(1): 45-47,84. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.013
[2]	韩万鹏 , 蒙文 , 李云霞 , 李大为 . 双振镜扫描的最小二乘与网格法混合校正模型. 激光技术, 2012, 36(2): 179-182,187. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.02.008
[3]	徐永浩 , 宋彪 , 陈晓帆 , 黄梅珍 . 微型近红外光谱仪在苹果糖度测量中的应用研究. 激光技术, 2019, 43(6): 735-740. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.06.001
[4]	邵李刚 , 邱选兵 , 魏计林 , 李传亮 . 基于免校准波长调制的多光程吸收光谱. 激光技术, 2019, 43(6): 795-799. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.06.012
[5]	蔡彦 , 吴尚谦 , 伍昂 , 翟维 , 董跃辉 . 波长调制光谱检测下限计算方法的研究. 激光技术, 2012, 36(3): 390-393,397.
[6]	伍昂 , 吴尚谦 , 蔡彦 , 董跃辉 , 翟维 . 剩余振幅调制对波长调制光谱信号线型的影响. 激光技术, 2012, 36(3): 357-360,378.
[7]	付奎 , 娄本浊 , 孙彦清 , 龙姝明 , 黄朝军 . Zn0.95-xBe0.05MnxSe稀磁半导体的光谱特性分析. 激光技术, 2015, 39(1): 135-139. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.01.027
[8]	张进 , 姜红 , 刘峰 , 段斌 . 差分喇曼光谱结合化学计量学检验烟用内衬纸. 激光技术, 2021, 45(1): 61-66. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.01.011
[9]	付翔 , 乐文冉 , 王颖 , 汪亚 , 邹林 , 邓志峰 , 占生宝 . 基于凹面光栅的光谱检测仪性能提升的研究进展. 激光技术, 2023, 47(6): 757-765. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.06.005
[10]	毕琳娜 , 陈国庆 , 王俊 , 颜浩然 . 甲基对硫磷溶液的荧光光谱及其特性----. 激光技术, 2010, 34(2): 253-257. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.02.030
[11]	曾言 , 曾延安 , 张南洋生 , 赵宇 , 龙建明 . 一种改善成像光谱仪光谱检测能力的新方法. 激光技术, 2018, 42(2): 196-200. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.02.011
[12]	郝健 , 张记龙 , 崔丹凤 , 景宁 . 基于FPGA的傅里叶变换光谱仪光谱复原技术. 激光技术, 2011, 35(6): 804-807. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.06.022
[13]	张咏 , 程瑶 , 闫雨桐 , 陈超 , 陈国庆 . 几种常见食用油加热后荧光光谱特性变化的研究. 激光技术, 2013, 37(1): 109-113. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.01.027
[14]	朱增伟 , 程明霄 , 张亮 , 孔德鸿 . 喇曼光谱仪测定芳烃装置中各组分含量的研究. 激光技术, 2014, 38(6): 839-844. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.06.025
[15]	王玉 , 曾延安 , 郑海霆 , 苗丹 . 基于成像光谱仪的光亮度精确测量方法研究. 激光技术, 2024, 48(2): 166-170. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.02.004
[16]	白菊蓉 , 郭宇成 , 王彦本 . 一种改进的OFDM水下可见光无线通信系统. 激光技术, 2021, 45(5): 647-653. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.05.019
[17]	严阳 , 华文深 , 刘恂 , 崔子浩 . 高光谱解混方法研究. 激光技术, 2018, 42(5): 692-698. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.05.020
[18]	王龙 , 沈学举 , 张维安 , 董红军 . 高斯光束的光谱传输特性分析. 激光技术, 2012, 36(5): 700-703. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.05.032
[19]	葛文萍 , 地里木拉提·吐尔逊 , 王耀祥 , 田维坚 . 3种聚合物光纤γ射线辐照光谱特性实验研究. 激光技术, 2007, 31(5): 534-536.
[20]	向英杰 , 杨桄 , 张俭峰 , 王琪 . 基于光谱梯度角的高光谱影像流形学习降维法. 激光技术, 2017, 41(6): 921-926. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.06.030

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