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专利名称：光谱测量系统和方法
技术领域：
本发明是关于一种测量光谱的系统和方法，尤其是一种同时测量物体反射光谱和透射光谱的系统和方法。
背景技术：
在制作光学滤光片时，需要对光学滤光片进行其反射光谱和透射光谱的测量。一般的方法是将白光光源照射到待测物上，通过适当的光路安排，得到反射光量或透射光量，用单光仪滤出同波长的成分，而作出反射光谱或透射光谱，实际应用时，需要用二光检测系统分别测出反射光谱和透射光谱，因此系统光路复杂，且无法同时测量反射光谱和透射光谱。
针对上述问题，提供一种光路简单且可同时测量物体反射光谱和透射光谱的系统和方法实为必要。

发明内容本发明为了克服现有技术的缺点，提供一种光路简单且可同时测量物体反射光谱和透射光谱的光谱测量系统，以及一种实现该光谱测量系统的方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是本发明的光谱测量系统包括一待测物；一光源，该光源照射到待测物上；若干分光元件，分离待测物的反射光和透射光；二光调制器，对反射光和透射光分别进行调制；一合光元件，将调制后的反射光和透射光混合；一单光仪，测量混合光的光谱；一光电探测器，将混合光的光谱信号转换成电信号；二带通滤波器，分别滤出反射光谱信号和透射光谱信号；二解调器，对反射光谱和透射光谱进行解调；以及二震荡器，为调制和解调提供载波。
本发明的光谱测量方法包括以下步骤用光源照射到待测物上；分离待测物的反射光和透射光；用光调制器分别对反射光和透射光进行调制；将调制后的反射光和透射光混合；通过单光仪，得到混合光的光谱；通过光电探测器将光谱信号转换成电信号；通过解调器将反射光和透射光分别解调，得到相应的反射光谱和透射光谱。
与现有的光谱测量系统和方法相比，本发明的光谱测量系统和方法通过二光调制器对待测物的反射光和透射光分别进行调制，再将调制后的光混合，用一个单光仪测出混合光谱，根据调制的特定频率项解调出反射光谱和透射光谱，因此光路简单，且可同时测量反射光谱和透射光谱。

图1是本发明光谱测量系统的系统框图。
具体实施方式本发明的光谱测量系统和方法适用于任何介面的反射/透射光谱的测量，如果介面为不透明材料，则无法进行透射光谱测量，或者可理解为透射光谱为零透射。本实施方式以光学滤光片的反射/透射光谱的测量为例进行说明。
请参阅图1，本发明的光谱测量系统包括一光源，本实施例中为白光光源1，一待测光学滤光片2，用于光路安排的分光元件，本实施例中的分光元件为分光片21、22及23，对反射光和透射光分别进行调制的二光调制器31和32，一合光元件，本实施例中为分光片24，用于将调制后的反射光和透射光混合，用于测量光谱的单光仪4，用于将光信号转换成电信号的光电探测器5，用于分别滤出反射光谱和透射光谱的二带通滤波器61和62，分别对反射光谱和透射光谱进行解调的二解调器，以及为调制和解调提供载波的二震荡器71和72。其中，反射光谱的解调器由相乘器81和低通滤波器91组成，透射光谱的解调器由相乘器82和低通滤波器92组成。其中，分光片的作用在于，若入射光以45°角照射到分光片上，则其中一部分光将穿透分光片，不改变原入射光的方向透射出去，另一部分光则被分光片反射，沿垂直于入射光的方向反射出去。本系统通过光路安排将反射光和透射光分离，光调制器31和32分别对反射光和透射光进行调制，使反射光和透射光分别带有特定的频率分量，然后将调制后的光混合，通过单光仪4进行光谱测量得到混合的光谱信号，由光电探测器5将光谱信号转换成电信号，再根据特定的频率分量通过带通滤波器61和62将反射光信号和透射光信号分别滤出，再将其分别进行解调，即得到待测光学滤光片2的反射光和透射光的光谱。
请参阅图1，白光光源以45°入射角照射到分光片21上，穿透分光片21的白光照射到待测光学滤光片2上，光学滤光片2的反射光反射回分光片21，反射光仍然以45°角照射到分光片21上，因此反射光经分光片21再次反射后入射到光调制器31。光学滤光片2的透射光以45°角照射到分光片22上，经分光片22的反射，再次以45°角照射到分光片23上，经分光片23反射到光调制器32。这样光学滤光片2的反射光及透射光即被分离开来。
光调制器31对经分光片21反射出的光学滤光片2的反射光进行振幅调制，震荡器71产生的正弦信号作为振幅调制的载波，f1为载波频率，经振幅调制后，光学滤光片2的反射光即带有f1频率项的分量。同理，光调制器32对经分光片23反射出的光学滤光片2的透射光进行振幅调制，震荡器72产生的正弦信号作为振幅调制的载波，f2为载波频率，经振幅调制后，光学滤光片2的透射光即带有f2的频率分量。
调制后的反射光和透射光均以45°角照射到分光片24上，经分光片24的透射和反射作用将调制后的反射光和透射光混合，混合后的光经过单光仪4，进行光谱测量，得到混合光的光谱信号。混合光的光谱信号再经过光电探测器5，光电探测器5将混合光的光谱信号转换成电信号，频谱保持不变，此电信号分别通过带通滤波器61和62，其中，带通滤波器61将带有f1频率项分量的反射光信号滤出，震荡器71产生的正弦信号与振幅调制的载波具有相同的频率f1和相位，为相干解调即同步解调提供本振信号，此本振信号与此滤出信号通过相乘器81相乘，再经低通滤波器91滤波后，得到解调后的反射光的光谱信号。同样，带通滤波器62将带有f2频率项分量的反射光信号滤出，震荡器72产生的正弦信号与振幅调制的载波具有相同的频率f2和相位，为相干解调即同步解调提供本振信号，此本振信号与此滤出信号通过相乘器82相乘，再经低通滤波器92滤波后，得到解调后的透射光的光谱信号。
可以理解，本系统中用于光路安排的分光片22和23，由于只用到该二分光片的反射作用，因此该二分光片可用反射片代替。
权利要求
1.一种光谱测量方法，其特征在于所述方法包括以下步骤用一光源照射到待测物上；分离待测物的反射光和透射光；用光调制器分别对反射光和透射光进行调制；将调制后的反射光和透射光混合；通过单光仪，得到混合光的光谱；通过光电探测器将光谱信号转换成电信号；以及通过解调器将反射光和透射光分别进行解调，得到相应的反射光谱和透射光谱。
2.如权利要求1所述的光谱测量方法，其特征在于该调制为振幅调制。
3.如权利要求2所述的光谱测量方法，其特征在于该解调为振幅的相干解调，即同步解调。
4.如权利要求1所述的光谱测量方法，其特征在于利用一分光片将反射光和透射光进行混合。
5.如权利要求1所述的光谱测量方法，其特征在于该光源为白光光源。
6.一种光谱测量系统，其特征在于所述系统包括一待测物；一光源，该光源照射到上述待测物上；若干分光元件，分离上述待测物的反射光和透射光；二光调制器，分别对上述反射光和上述透射光进行调制；一合光元件，将调制后的反射光和透射光混合；一单光仪，对上述混合光的光谱进行测量；一光电探测器，将上述混合光的光谱信号转换成电信号；二带通滤波器，分别滤出反射光谱信号和透射光谱信号；二解调器，对上述反射光谱和上述透射光谱进行解调；以及二震荡器，为调制和解调提供载波。
7.如权利要求6所述的光谱测量系统，其特征在于该光调制器为振幅调制器。
8.如权利要求7所述的光谱测量系统，其特征在于该解调器包括相乘器和低通滤波器，是振幅的相干解调器，即同步解调器。
9.如权利要求6所述的光谱测量系统，其特征在于该光源为白光光源。
全文摘要
本发明是一种测量光谱的系统和方法。本发明的光谱测量方法包括以下步骤用光源照射到待测物上；分离待测物的反射光和透射光；用光调制器分别对反射光和透射光进行调制；将调制后的反射光和透射光混合；通过单光仪，得到混合光的光谱；通过光电探测器将光谱信号转换成电信号；通过解调器将反射光和透射光分别解调，得到相应的反射光谱和透射光谱。
文档编号G01J3/28GK1737514SQ20041005121
公开日2006年2月22日 申请日期2004年8月20日 优先权日2004年8月20日
发明者林志泉 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司