[发明专利]一种采用光栅对可调FP温度和非线性补偿的光谱分析装置

权利要求书

1.一种采用光栅对可调FP温度和非线性补偿的光谱分析装置，其特征在于，包括宽谱光源(2)、光学调制模块(3)、环形器(4)、光栅串(5)、温度测量模块(6)、耦合器(7)、可调FP滤波模块(8)、滤波模块(9)、控制模块(10)和探测模块(11)；其中：

所述宽谱光源(2)输出与光学调制模块(3)输入端相连，提供宽谱光信号；

所述光学调制模块(3)用于调制宽谱光源(2)送入的宽谱光信号至与待测光信号不同的较高频率上，以便于和待测光区分；

所述环形器(4)第一端口与光学调制模块(3)输出端相连，环形器第二端口连光栅串(5)，环形器第三端口接耦合器(7)；所述环形器(4)用于将第一端口送入的光，馈送至第二端口输出，第二端口进入的光送至第三端口送出至耦合器(7)；

所述的光栅串(5)包含若干个不同波长的单光栅，用于将环形器(4)第二端口送来的宽谱光信号进行波长选择后产生参考光信号，并反射回环形器(4)第二端口；所述温度测量模块(6)用于获取当前光栅串(5)的温度；

所述耦合器(7)包含待测光信号输入端、参考光信号输入端和输出端，待测光信号输入端用于接收待测信号，参考光信号输入端与环形器(4)第三端口相连，输出端与可调FP滤波模块(8)相连；耦合器(7)用于将待测光信号与参考光信号混为一路混合光信号，送入可调FP滤波模块(8)的输入端；

所述可调FP滤波模块(8)输出端与探测模块(11)的输入端相连，所述可调FP滤波模块(8)用于将其输入端送入的混合光信号进行波长扫描后，输出不同波长处的光信号，送入探测模块(11)；

所述探测模块(11)输出端与滤波模块(9)输入端相连，用于将送入的光转换为电信号，送至滤波模块(9)；

所述的滤波模块(9)输入端与探测模块(11)的输出端连接，其内部并列设有高通和低通滤波器，其对外有高通输出端口和低通输出端口，用于将送入的信号的高低频分离，分别由高通输出端口和低通输出端口输出；

所述控制模块(10)接滤波模块(9)的高通、低通滤波输出端和温度测量模块(6)的输出端，分别用于采集参考光信号、待测光信号和温度漂移信号；控制模块(10)输出接光学调制模块(3)的调制端和可调FP滤波模块(8)的驱动端，分别输出单频正弦调制信号和三角波扫描信号；控制模块(10)内贮存有光栅串(5)中各单光栅在不同温度下的峰值波长。

2.根据权利要求1所述的光谱分析装置，其特征在于，工作时，可调FP滤波模块(8)扫描输入的混合光信号，输出不同波长光信号，经探测模块(11)探测，经过滤波模块(9)根据频率高低区分待测光信号和参考光信号后，由控制模块(10)采集获得参考光信号与待测光信号在不同波长处的光强值；由于可调FP滤波模块通过三角波扫描信号驱动，每输入一个三角波扫描信号值，可得到一个波长处的参考光信号的光强值与待测光信号的光强值，故采集的参考光信号的光强值与待测光信号的光强值和三角波扫描信号值间对应关系已知，根据参考光信号的光强值与三角波扫描信号值间的对应关系，能获取参考光信号每个峰值处所对应的三角波驱动信号值；

控制模块(10)通过温度测量模块(6)获取当前光栅串(5)的温度，并根据当前温度查询内部存储的光栅串中每个单光栅的准确峰值波长，获取的参考光信号的光强值的每个峰即对应着每个单光栅，因此可以获得在每个峰处所对应的三角波扫描信号值和光波长值，进一步的通过计算可以获取三角波扫描信号值与光波长值之间的转换关系；将三角波扫描信号值转换为光波长值，且待测光信号的光强值和三角波扫描信号值对应关系已知，因此可以获得待测光信号光强值与光波长值的与的对应关系，从而获取待测光信号的光谱；计算光波长值的过程中已经计入了当前温度，因此温度补偿可以实现。