[发明专利]一种基于变焦透镜的光谱测量方法及微型光谱仪

权利要求书

1.一种基于变焦透镜的光谱测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、在可调整为n个不同焦距的变焦透镜后固定位置设置一光探测器；

步骤B、将所述光探测器的可测量频率范围等分为n个频段，各频段的中心频率分别为f₁, f₂,…f_n，每个频段的频宽为Δf；事先利用所述光探测器测得频率为                                               的单色光通过焦距取第j个值时的变焦透镜的探测系数C_ij，；

步骤C、利用所述探测器测量待测入射光通过焦距取第j个值时的变焦透镜后的功率，；

步骤D、通过求解以下方程得到待测入射光中频率为的光功率，；然后对进行线性拟合并经光谱辐射定标得到入射光的光谱：

。

2.如权利要求1所述基于变焦透镜的光谱测量方法，其特征在于，所述变焦透镜为变焦液体透镜。

3.如权利要求2所述基于变焦透镜的光谱测量方法，其特征在于，所述变焦液体透镜为电润湿型变焦液体透镜。

4.如权利要求1所述基于变焦透镜的光谱测量方法，其特征在于，采用Tikhonov正则化方法求解所述方程。

5.一种基于变焦透镜的微型光谱仪，其特征在于，沿入射光光路依次包括：

变焦透镜，其焦距可调整为n个不同的值；

光探测器，用于探测照射在其上的光功率；

以及，

与所述光探测器信号连接的计算分析部件，计算分析部件通过求解以下方程得到入射光中各频段光功率，然后将各频段光功率进行线性拟合并经光谱辐射定标得到入射光的光谱：

式中，表示当变焦透镜的焦距取第j个值时光探测器探测到的光功率；表示入射光中中心频率为的宽度为的频段的光功率，为所述光探测器可测量频率范围的1/n；C_ij是频率为的单色光通过焦距取第j个值时的变焦透镜的探测系数，预先通过实验得到；。

6.如权利要求5所述基于变焦透镜的微型光谱仪，其特征在于，所述变焦透镜为变焦液体透镜。

7.如权利要求6所述基于变焦透镜的微型光谱仪，其特征在于，所述变焦液体透镜为电润湿型变焦液体透镜。

8.如权利要求5-7任一项所述基于液体变焦透镜的微型光谱仪，其特征在于，还包括用于准直入射光的光学准直装置。

9.如权利要求8所述基于液体变焦透镜的微型光谱仪，其特征在于，所述光学准直装置包括两个共焦的透镜，以及设置于所述两个透镜的共同焦点处的小孔光阑。