一种微型多通道光谱仪及其探测器的非线性修正方法与流程

技术特征：

1.一种微型多通道光谱仪，其特征在于，包括光学设计部分、运算放大器电路、A/D转换电路、微处理器电路、可编程逻辑器件、计算机和软件部分构成。

2.根据权利要求1所述的一种微型多通道光谱仪，其特征在于，所述光学设计部分采用非对称型的Czenny-Turnner结构，使得结构紧凑，又能获得较好的像差性能；光学设计部分包括探测器、光栅、准直反射镜、成像反射镜、滤光片、狭缝，所述狭缝、滤光片、准直反射镜、光栅、成像反射镜和探测器依次配合组成光学系统；光线经过入射狭缝进入系统，并通过一滤光片打到准直反射境上，形成的平行光线打在光栅上，光栅将光线形成一级衍射光谱，并由成像反射境聚焦到探测器上。

3.根据权利要求2所述的微型多通道光谱仪的光学系统，其特征在于，所述狭缝用来约束光谱仪带宽，其大小通过光学设计软件模拟计算获得，使得既获得足够的入射光能量，又有足够的信噪比。

4.根据权利要求2所述的微型多通道光谱仪的光学系统，其特征在于，所述探测器采用线阵图像传感器自扫描光电二极管阵列(self-scanning photodiode array，SPD)，阵列为256或1024个光敏单元。

5.一种多通道光谱仪中探测器的非线性修正方法，其特征在于，采用两只LED(LED_a和LED_b组成)进行探测器非线性测量，将LED_a和LED_b发出的光通过分叉光纤传输到光谱仪；从而计算探测器在不同波长处的非线性误差，最终通过偏最小二乘法进行非线性修正。

6.根据权利要5所述的一种多通道光谱仪中探测器的非线性修正方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)首先，LED_a和LED_b采用恒流源驱动，固定在支架上；

2)LED_a点亮，LED_b不点亮时的探测器上响应记做I_a；

3)当LED_a不点亮，LED_b点亮时的探测器上的响应记做I_b；

4)LED_a和LED_b同时点亮时的探测器上的响应记做I_ab；

5)如果探测器响应线性，则在所有波长上应该满足式：

(备注：n＝1-m，m为SPD中光敏单元的个数)

但是由于非线性的存在，上式不成立，我们就可以得出不同波长处的线性误差，探测器为m个光敏单元的SPD，这样就可以得到m组不同强度的线性误差；即：

6)对光谱仪的线性修正进行二次拟合，即：

其中Y为修正后的光电流输出，X为未修正时测得的光电流输出。

设LED_a和LED_b单独点亮时未修正时的响应为的两只灯同时点亮时的响应为修正后的响应为和则有：

(备注：i＝1-m，m为SPD中光敏单元的个数)相对误差为：

令：求得修正系数p，q和r。