[发明专利]一种光谱可调光源及其光谱调节方法

权利要求书

1.一种光谱可调光源的光谱调节方法，所述光谱可调光源包括出射光源系统(1)、光谱分解调节系统(2)、光谱混合系统(3)、光谱采集系统(4)以及主控系统(5)；所述光谱分解调节系统(2)包括依次设置的棱镜(21)、第一会聚镜(22)、数字微镜器件(23)和第二会聚镜(24)；所述数字微镜器件(23)位于第一会聚镜(22)的焦面位置；所述数字微镜器件(23)为多个，多个数字微镜器件(23)沿纵向逐个拼接；所述出射光源系统(1)包括连续谱光源(11)、狭缝(12)和准直透镜(13)，所述狭缝(12)以及准直透镜(13)依次设置在连续谱光源(11)的出射光路上；所述光谱混合系统(3)包括积分球(31)；所述积分球(31)位于所述数字微镜器件(23)反射光路上；所述第二会聚镜(24)位于所述数字微镜器件(23)与积分球(31)之间；所述光谱采集系统(4)包括光谱辐射度计，用于监测所述积分球(31)的输出的光谱辐亮度值和光谱分布曲线；或者包括光纤光谱仪，用于监测所述积分球(31)的输出的光谱辐照度值和光谱分布曲线；

其特征在于：包含以下步骤：

1)、数据收集

1.1)点亮连续谱光源(11)，待其稳定；连续谱光源(11)照射狭缝(12)，狭缝(12)出射光束经过准直透镜(13)准直后出射平行复色光束，平行复色光束经过棱镜(21)后，不同波长的单色光沿不同方向折射，但同一波长的单色光束仍维持平行；不同波长的单色平行光束经过第一会聚镜(22)后会聚到其像方焦面上的不同位置，各个波长的单色光束的狭缝(12)成像依次排列在第一会聚镜(22)的焦面处，形成狭缝(12)的一系列不同颜色的像；

1.2)主控系统(5)控制数字微镜器件(23)的所有动镜转动至关闭状态；

1.3)主控系统(5)控制数字微镜器件(23)第一列的动镜进行转动；从上向下依次打开第一列的所有动镜，每打开一个动镜，光谱采集系统(4)便采集一组光谱信息，动镜的开合数量及其状态与光谱信息一一对应，作为后续光谱调整的初始数据，直到第一列动镜全部打开为止；

1.4)重复步骤1.2)、1.3)，分别对数字微镜器件(23)剩余各列的动镜进行初始数据采集，采集的光谱信息储存在主控系统(5)内部数据库中；

2)、数据输入、粗调

2.1)向主控系统(5)输入需要获取光源的光谱信息，主控系统(5)将输入的光谱信息进行归一化处理；

2.2)主控系统(5)基于输入的光谱信息以及内部数据库中的数据，根据最小二乘法计算得到与每列数字微镜器件(23)动镜的开关动作相对应的开关信号值的最优值；

2.3)主控系统(5)根据计算得到的数字微镜器件(23)每个动镜需要开关所对应的开关信号值的最优值，发出控制指令，驱动各个动镜转动到位；

3)、闭环自反馈精调，获取目标光源

3.1)通过光谱采集系统(4)测试积分球(31)的光谱信息，并与所需要的目标光谱信息进行比对；

3.2)主控系统(5)基于测得的光谱信息得到实际光谱信息曲线，再根据实际光谱信息曲线与目标光谱信息曲线的误差，微量调整每种波长范围，直到获得的光谱信息曲线与目标光谱信息曲线误差小于5％，结束精细调整环节；至此，整个光谱调节过程结束。

2.根据权利要求1所述的光谱可调光源的光谱调节方法，其特征在于：

所述出射光源系统(1)和光谱分解调节系统(2)为多组，多组出射光源系统(1)和光谱分解调节系统(2)产生的光束同时射入同一个光谱混合系统(3)。

3.根据权利要求1或2所述的光谱可调光源的光谱调节方法，其特征在于：所述棱镜(21)采用高色散率玻璃制成。

4.根据权利要求3所述的光谱可调光源的光谱调节方法，其特征在于：所述数字微镜器件(23)的动镜在开启位置与关闭位置时分别与水平面的夹角为12°和168°。