專利名稱：雙通道可見光光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置，特別是雙通道可見光光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
>J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)：
光強(qiáng)值是光電檢測(cè)過程中最常用到的測(cè)量參數(shù)。通過光電探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)再進(jìn)一步處理，是進(jìn)行光強(qiáng)值測(cè)量的常用方法。在光電檢測(cè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生時(shí)常要通過光強(qiáng)計(jì)測(cè)量光強(qiáng)，光強(qiáng)計(jì)使用前的校準(zhǔn)往往被忽略，對(duì)于測(cè)量值的準(zhǔn)確性也不去多做關(guān)注；在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的編排上幾乎沒有對(duì)檢測(cè)設(shè)備本身性能的測(cè)試。在光電專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)中也時(shí)常有光強(qiáng)測(cè)量相關(guān)的設(shè)計(jì)課題，完成過程中大多也主要關(guān)注與測(cè)量功能的完成，對(duì)于準(zhǔn)確度的關(guān)注較少。在光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定上，生產(chǎn)廠家多使用標(biāo)準(zhǔn)光源標(biāo)定，在學(xué)生實(shí)踐過程中受到儀器、環(huán)境等條件限制，往往不能保證提供標(biāo)準(zhǔn)光源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而會(huì)影響實(shí)驗(yàn)和測(cè)量的精度。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述問題，本實(shí)用新型公開的雙通道可見光光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用由同一光源的發(fā)散光分出的兩束測(cè)定光束，降低了光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定對(duì)光源的要求，同時(shí)有效地避免了光源的波動(dòng)對(duì)光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定的影響，提高了光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定精度的同時(shí)還降低了標(biāo)定的難度。本實(shí)用新型公開 的雙通道可見光光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置，包括光源裝置、光路調(diào)節(jié)裝置和測(cè)量裝置，所述光源裝置包括光源和光源調(diào)節(jié)裝置，所述光路調(diào)節(jié)裝置包括分束鏡和全反射鏡，所述測(cè)量裝置包括測(cè)量與控制裝置、校驗(yàn)光強(qiáng)計(jì)和待檢光強(qiáng)計(jì)，所述光源調(diào)節(jié)裝置與光源連接，所述光源發(fā)出的出射光線經(jīng)過分束鏡分為兩束等光強(qiáng)光束，其中一束進(jìn)入校驗(yàn)光強(qiáng)計(jì)，另一束經(jīng)過全反射鏡反射進(jìn)入待檢光強(qiáng)計(jì)，所述校驗(yàn)光強(qiáng)計(jì)和待檢光強(qiáng)計(jì)均連接到測(cè)量與控制裝置并且待檢光強(qiáng)計(jì)接受測(cè)量與控制裝置的指令反饋。本實(shí)用新型公開的雙通道可見光光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，通過利用由同一光源分出的兩束等強(qiáng)度同步檢測(cè)光束，不僅降低了光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定檢測(cè)對(duì)光源的要求，還降低了光線波動(dòng)對(duì)光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定精度的影響，在提高光強(qiáng)計(jì)檢測(cè)標(biāo)定精度的同時(shí)有效地降低了實(shí)驗(yàn)或者檢測(cè)對(duì)光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定的設(shè)備要求，從而精度了實(shí)驗(yàn)或者檢測(cè)標(biāo)定的成本。本實(shí)用新型公開的雙通道可見光光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置的一種改進(jìn)，所述分束鏡和全反射鏡平行設(shè)置。本改進(jìn)通過平行設(shè)置的分束鏡和全反射鏡，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)光路的同步測(cè)定，降低了在光束傳遞過程中光源波動(dòng)對(duì)檢測(cè)效果和檢測(cè)精度的影響，從而降低了光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定對(duì)實(shí)驗(yàn)或者檢測(cè)的光源要求，從而降低了光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定的要求和成本。本實(shí)用新型公開的雙通道可見光光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置的。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，不僅通過同源分出的等強(qiáng)檢測(cè)光源實(shí)現(xiàn)了校驗(yàn)光強(qiáng)計(jì)和待檢光強(qiáng)計(jì)的同步檢測(cè)，同時(shí)還提高了檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)的精度，提聞了光強(qiáng)計(jì)的標(biāo)定精度和標(biāo)定效率。
圖1、本實(shí)用新型公開的雙通道可見光光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖2、本實(shí)用新型公開的雙通道可見光光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置的工作原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解下述具體實(shí)施方式
僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向，詞語“內(nèi)”和“外”分別指的是朝向或遠(yuǎn)離特定部件幾何中心的方向。如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型公開的雙通道可見光光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置，包括光源裝置、光路調(diào)節(jié)裝置和測(cè)量裝置，所述光源裝置包括光源和光源調(diào)節(jié)裝置，所述光路調(diào)節(jié)裝置包括分束鏡和全反射鏡，所述測(cè)量裝置包括測(cè)量與控制裝置、校驗(yàn)光強(qiáng)計(jì)和待檢光強(qiáng)計(jì)，所述光源調(diào)節(jié)裝置與光源連接，所述光源發(fā)出的出射光線經(jīng)過分束鏡分為兩束等光強(qiáng)光束，其中一束進(jìn)入校驗(yàn)光強(qiáng)計(jì)，另一束經(jīng)過全反射鏡反射進(jìn)入待檢光強(qiáng)計(jì)，所述校驗(yàn)光強(qiáng)計(jì)和待檢光強(qiáng)計(jì)均連接到測(cè)量與控制裝置并且待檢光強(qiáng)計(jì)接受測(cè)量與控制裝置的指令反饋。本實(shí)用新型公開的雙通道可見光光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，通過利用由同一光源分出的兩束等強(qiáng)度同步檢測(cè)光束，不僅降低了光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定檢測(cè)對(duì)光源的要求，還降低了光線波動(dòng)對(duì)光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定精度的影響，在提高光強(qiáng)計(jì)檢測(cè)標(biāo)定精度的同時(shí)有效地降低了實(shí)驗(yàn)或者檢測(cè)對(duì)光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定的設(shè)備要求，從而精度了實(shí)驗(yàn)或者檢測(cè)標(biāo)定的成本。作為一種優(yōu)選，所述分束鏡和全反射鏡平行設(shè)置。本改進(jìn)通過平行設(shè)置的分束鏡和全反射鏡，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)光路的同步測(cè)定，降低了在光束傳遞過程中光源波動(dòng)對(duì)檢測(cè)效果和檢測(cè)精度的影響，從而降低了光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定對(duì)實(shí)驗(yàn)或者檢測(cè)的光源要求，從而降低了光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定的要求和成本。
具體實(shí)施例本實(shí)用新型公開的雙通道可見光光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置包括光源裝置，光路調(diào)節(jié)裝置和測(cè)量裝置，如圖1所示，光源裝置包括光源和光源調(diào)節(jié)裝置。光路通過光源調(diào)節(jié)裝置分為雙通道，光源調(diào)節(jié)裝置由一個(gè)分束比為1:1的分束鏡和一個(gè)全反射鏡構(gòu)成。測(cè)量裝置包括測(cè)量與控制裝置、校驗(yàn)光強(qiáng)計(jì)和待檢光強(qiáng)計(jì)。光源以可見光器件波長(zhǎng)為650nm的紅色激光二極管作為光源元件，光源調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)產(chǎn)生脈沖波使光源器件按脈沖形式發(fā)射，從而實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)度可調(diào)。脈沖光信號(hào)進(jìn)入光路調(diào)節(jié)裝置，入射到分束鏡，分束鏡與入射光成45度夾角，入射光被分為光強(qiáng)相等的兩束，透射光進(jìn)入校驗(yàn)光強(qiáng)計(jì)的光電接收窗口，反射光經(jīng)一面與分束鏡平行的全反射鏡形成一路與透射光平行的光束，入射到待檢光強(qiáng)計(jì)的光電接收窗口。兩束等光強(qiáng)的光信號(hào)在各自的通道上進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。當(dāng)光源有波動(dòng)時(shí)，由于這兩束光來源于同一光束，這兩束光的波動(dòng)情況完全相同，在光電接收窗口接收到的光強(qiáng)信號(hào)完全相同，在同一時(shí)刻所測(cè)得的電信號(hào)、光強(qiáng)值也應(yīng)相同。為此，光源的波動(dòng)對(duì)該標(biāo)定裝置不造成影響，光源的選取不再受標(biāo)準(zhǔn)光源的限制。校驗(yàn)光強(qiáng)計(jì)一路的測(cè)量信號(hào)作為定標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值。電路部分結(jié)構(gòu)如圖2，校驗(yàn)光強(qiáng)計(jì)包含通用的串行接口傳輸光強(qiáng)值，該光強(qiáng)值通過數(shù)據(jù)讀取單元讀取。待檢光強(qiáng)計(jì)內(nèi)部有光電轉(zhuǎn)換模塊將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，測(cè)量與控制裝置測(cè)量該電信號(hào)即可得到光強(qiáng)值，且該電信號(hào)易于測(cè)量，通過電壓測(cè)量單元測(cè)得。同步信號(hào)作用于數(shù)值讀取與電壓測(cè)量單元，使得同一時(shí)刻等光強(qiáng)兩束光的光強(qiáng)值和電信號(hào)同時(shí)被得到。測(cè)試中改變光源強(qiáng)度，使光源強(qiáng)度由強(qiáng)到弱逐漸變化，每變化一次同步信號(hào)輸出一次，得到一組光強(qiáng)值與電壓值。多組光強(qiáng)值與電壓值依次進(jìn)入數(shù)據(jù)標(biāo)定單元。光強(qiáng)值I與電壓值U應(yīng)成線性關(guān)系I=aU+b，a、b為擬合系數(shù)。由于待檢光強(qiáng)計(jì)在電路設(shè)計(jì)上不能達(dá)到校驗(yàn)光強(qiáng)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，在測(cè)量過程中必定存在非線性，待檢光強(qiáng)計(jì)的非線性主要體現(xiàn)在測(cè)量量程的兩端，在數(shù)據(jù)標(biāo)定單元對(duì)取得的多組光強(qiáng)-電壓值做分段處理，低光強(qiáng)值區(qū)域I=lUL+bL,高光強(qiáng)值區(qū)域I=HuH+bH，其余區(qū)域光強(qiáng)值I=aU+b。將光強(qiáng)值-電壓量擬合的數(shù)據(jù)標(biāo)定函數(shù)加入到待檢光強(qiáng)計(jì)的運(yùn)算代碼中，通過在線下載電路將程序固化在待檢光強(qiáng)計(jì)的內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中。當(dāng)待檢光強(qiáng)計(jì)獨(dú)立使用時(shí)，按電壓值的大小隊(duì)、U、Uh和光強(qiáng)-電壓擬合函數(shù)為三段處理?？奢^準(zhǔn)確的得到光強(qiáng)值。本實(shí)用新型公開的雙通道可見光光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置的。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，不僅通過同源分出的等強(qiáng)檢測(cè)光源實(shí)現(xiàn)了校驗(yàn)光強(qiáng)計(jì)和待檢光強(qiáng)計(jì)的同步檢測(cè)，同時(shí)還提高了檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)的精度，提高了光強(qiáng)計(jì)的標(biāo)定精度和標(biāo)定效率。實(shí)現(xiàn)了利用雙通道方法對(duì)待檢光強(qiáng)計(jì)的標(biāo)定，使光強(qiáng)標(biāo)定不再局限于標(biāo)準(zhǔn)光源。提高了儀器的測(cè)量精度。強(qiáng)化了學(xué)生在光電檢測(cè)過程中對(duì)儀器性能的理解，及對(duì)儀器標(biāo)定過程的認(rèn)識(shí)本實(shí)用新型方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述技術(shù)手段所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。以上所述是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.通道可見光光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括光源裝置、光路調(diào)節(jié)裝置和測(cè)量裝置，所述光源裝置包括光源和光源調(diào)節(jié)裝置，所述光路調(diào)節(jié)裝置包括分束鏡和全反射鏡，所述測(cè)量裝置包括測(cè)量與控制裝置、校驗(yàn)光強(qiáng)計(jì)和待檢光強(qiáng)計(jì)，所述光源調(diào)節(jié)裝置與光源連接，所述光源發(fā)出的出射光線經(jīng)過分束鏡分為兩束等光強(qiáng)光束，其中一束進(jìn)入校驗(yàn)光強(qiáng)計(jì)，另一束經(jīng)過全反射鏡反射進(jìn)入待檢光強(qiáng)計(jì)，所述校驗(yàn)光強(qiáng)計(jì)和待檢光強(qiáng)計(jì)均連接到測(cè)量與控制裝置并且待檢光強(qiáng)計(jì)接受測(cè)量與控制裝置的指令反饋。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道可見光光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述分束鏡和全反射鏡平行設(shè)置。
專利摘要本實(shí)用新型公開的雙通道可見光光強(qiáng)計(jì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置，包括光源裝置、光路調(diào)節(jié)裝置和測(cè)量裝置，光源裝置包括光源和光源調(diào)節(jié)裝置，光路調(diào)節(jié)裝置包括分束鏡和全反射鏡，測(cè)量裝置包括測(cè)量與控制裝置、校驗(yàn)光強(qiáng)計(jì)和待檢光強(qiáng)計(jì)，光源調(diào)節(jié)裝置與光源連接，光源發(fā)出的出射光線經(jīng)過分束鏡分為兩束等光強(qiáng)光束，其中一束進(jìn)入校驗(yàn)光強(qiáng)計(jì)，另一束經(jīng)過全反射鏡反射進(jìn)入待檢光強(qiáng)計(jì)，校驗(yàn)光強(qiáng)計(jì)和待檢光強(qiáng)計(jì)均連接到測(cè)量與控制裝置并且待檢光強(qiáng)計(jì)接受測(cè)量與控制裝置的指令反饋。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量方便，利用同一光源發(fā)出的出射光線分束為兩束同步光線，同時(shí)又校驗(yàn)光強(qiáng)計(jì)和待檢光強(qiáng)計(jì)進(jìn)行同步檢測(cè)，從而達(dá)到標(biāo)定的目的，降低標(biāo)定難度的同時(shí)還提高了標(biāo)定精度。
文檔編號(hào)G01J1/00GK202928688SQ20122062246
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者趙靜, 夏江濤, 武旭華 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)