[发明专利]一种用于测试可调滤光片的光谱响应速度的系统及方法

说明书

公开了一种用于测试可调滤光片的光谱响应速度的系统，包括依次设置的准直光源、分光元件、聚焦透镜和光斑位置成像记录装置，可调滤光片被设置在所述准直光源和分光元件之间并且被配置为在测试中在一定波长范围内连续调谐，分光元件将经过可调滤光片的不同波长段的光束形成对应不同波长段的衍射光束或折射光束，聚焦透镜将进行聚焦，光斑位置成像记录装置记录对应不同波长段的所述衍射光束或折射光束所成像的位置变化信息。还公开一种测试方法，通过分光元件产生不同衍射角或折射角，从而在空间接收端具有相应波长的光斑位置分布，将光谱维度的变化信息转换到空间维度从而获得可调滤光片波长响应速度。

技术领域

本发明涉及光谱测试技术领域，并且特别涉及一种用于测试可调滤光片的光谱响应速度的系统及方法。

背景技术

可调滤光片的输出波长的变化速度达微秒级别，可见光至红外光波段可根据需要任意选择想要输出的波长，且输出波长的单色性较好，半波宽小于10nm。由于其不同波长输出存在时间差，要确定一定波长范围的总响应时间需要经过特殊的测试。目前对于波长的快速改变部分的测试常采用的是光谱仪，时间精度只能达到豪秒级别，所以对于更高速波长输出变化的滤光元件，需要更高时间精度的测试方法。

发明内容

为了解决现有技术中的高速波长输出变化滤光元件需要对波长输出变化的高精度时间测试的技术问题，本发明提出了一种用于测试可调滤光片的光谱响应速度的系统及方法，解决了现有技术中的高速波长输出变化滤光元件需要对波长输出变化的高精度时间测试的技术问题。

根据本发明的一方面，提出了一种用于测试可调滤光片的光谱响应速度的系统，包括依次设置的准直光源、分光元件、聚焦透镜和光斑位置成像记录装置，所述可调滤光片被设置在所述准直光源和所述分光元件之间并且被配置为在测试中在一定波长范围内连续调谐，所述分光元件用于将连续调谐过程中经过可调滤光片的不同波长段的光束形成对应不同波长段的衍射光束或折射光束，所述聚焦透镜用于对将要入射到光斑位置成像记录装置的所述衍射光束或折射光束进行聚焦，所述光斑位置成像记录装置用于记录对应不同波长段的所述衍射光束或折射光束所成像的位置变化信息。

进一步的，所述准直光源包括依次设置的发光源、狭缝和准直透镜。

进一步的，所述分光元件采用衍射型光栅、或者折射型三棱镜。

进一步的，所述光斑位置成像记录装置采用高速相机或者卷帘快门相机。

一种用于测试可调滤光片的光谱响应速度的方法，采用上述系统，包括以下步骤：

S1：使来自准直光源的光照射到可调滤光片上；

S2：在一定波长范围内连续调谐所述可调滤光片；

S3：记录在所述连续调谐过程中，所述成像记录装置中的光斑位置的移动距离；以及

S4：基于所述移动距离所需时间从而获得所述可调滤光片的响应速度。

进一步的，在所述光斑位置成像记录装置包括高速相机的情况下，所述步骤S4具体包括：记录对应光斑位置P₁的光斑位置图像为第F₁帧，对应光斑位置P₂的光斑位置图像为第F₂帧，波长λ₁到波长λ₂的响应时间则为Δt＝(F₂-F₁)/M，其中M为光斑位置成像记录装置的帧率。

进一步的，在所述光斑位置成像记录装置包括卷帘快门相机的情况下，所述步骤S4具体包括：先建立一坐标系，横坐标表示波长，纵坐标表示时间，根据图像算法将光斑位置P₁和P₂的信息定位在坐标系内，再换算出波长λ₁到波长λ₂的响应时间Δt。