[发明专利]一种获取光源光谱的方法

权利要求书

1.一种获取光源光谱的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：将已知波长的单色光光源和光探测器分别与集成光波导电光调制器光输入端和光输出端进行光连接，将信号控制与处理模块分别与集成光波导电光调制器的调制电极和光探测器输出端电连接；

步骤2：通过信号控制与处理模块给集成光波导电光调制器施加调制电压，利用多种已知波长的单色光光源测量集成光波导电光调制器在不同波长下的半波电压V_π，建立半波电压V_π与波长λ的单调函数关系V_π＝f(λ)；

步骤3：用未知光源取代已知波长的单色光光源，利用信号控制与处理模块给集成光波导电光调制器施加随时间t线性变化的调制电压U＝S_p·t+U₀，并利用该信号控制与处理模块同步同频记录调制电压和光探测器输出信号，得到集成光波导电光调制器输出光强随调制电压变化的干涉图谱，其中，S_p为调制电压变化速率，U₀为初始调制电压；

步骤4：对测得的光探测器输出信号采样序列进行离散傅立叶变换，并根据公式：V_π＝(S_p·N)/(2·m·f_s)，得到半波电压-光功率谱图；其中，N为光探测器输出信号采样序列长度，m为采样序列中的某个采样点数，f_s为采样频率；

步骤5：利用已建立的半波电压与波长的单调函数关系V_π＝f(λ)，将半波电压-光功率谱图转化为波长-光功率谱图，获取未知光源的光谱。

2.如权利要求1所述获取光源光谱的方法，其特征在于，在建立集成光波导电光调制器半波电压与波长的单调函数关系时所使用的已知波长单色光光源不少于3个，这些光源的发射光谱覆盖可见-近红外区间，而且每个光源的谱线宽度小于1nm，确保在宽的光谱范围内准确建立集成光波导电光调制器半波电压与波长的单调函数关系。

3.如权利要求1所述获取光源光谱的方法，其特征在于，所述调制电压是随时间周期性变化的三角波电压，三角波电压上升沿和下降沿的线性度大于99.999，上升段或下降段的电压变化正负对称，三角波电压幅值低于集成光波导电光调制器击穿电压。

4.如权利要求3所述获取光源光谱的方法，其特征在于，所述三角波调制电压也可以使用电压函数信号发生器提供，在此情况下，电压函数信号发生器输出端不仅要与集成光波导电光调制器电连接还要和信号控制与处理模块电连接，以便由信号控制与处理模块同步同频记录调制电压和光探测器输出信号。

5.如权利要求2所述获取光源光谱的方法，其特征在于，在利用已知波长单色光光源测量集成光波导电光调制器半波电压时，集成光波导电光调制器输出光强度在调制电压随时间的变化过程中产生至少一个周期的变化。

6.如权利要求1、2和5所述获取光源光谱的方法，其特征在于，利用线性函数、多项式函数、指数函数中的一种函数关系式，对测得的集成光波导电光调制器半波电压随波长的变化曲线进行最佳拟合，在给定的光谱区间内准确建立集成光波导电光调制器半波电压与波长的单调函数关系V_π＝f(λ)。

7.如权利要求1所述获取光源光谱的方法，其特征在于，利用信号控制与处理模块同步同频记录光探测器输出信号和施加给集成光波导电光调制器的调制电压时，信号控制与处理模块的采样频率大于集成光波导电光调制器输出光信号变化频率的2倍。

8.如权利要求7所述获取光源光谱的方法，其特征在于，在利用傅里叶变换方法对采集的光探测器输出信号采样序列进行数据处理时，选取三角波调制电压的上升沿或下降沿所对应的光探测器输出信号采样序列段作为分析区间进行离散傅里叶变换。

9.如权利要求1所述获取光源光谱的方法，其特征在于，所述光源光谱，包括各种发光体的发射光谱、溶液和气体的发射光谱。

10.如权利要求1所述获取光源光谱的方法，其特征在于，该方法，用于测量物质的可见-红外吸收光谱的步骤是：首先把一宽带光源与集成光波导电光调制器光输入端进行光连接，然后依次执行权利要求1所述的步骤1至步骤5，用以获取宽带光源光谱I₀(λ)；之后将被测物质置于宽带光源与集成光波导电光调制器连接的光路上，再次执行步骤3至步骤5，用以获取宽带光源发出的光穿过被测物质后的光谱I(λ)，然后按照公式A(λ)＝一log[I(λ)/I₀(λ)]求得被测物质的吸收光谱A(λ)。