原位光谱反射比测量系统设计
电化学原位紫外可见反射谱用于表面等离激元效应的表征
第３８卷，第１０期 光谱学与光谱分析Ｖｏｌ．３８，Ｎｏ．１０，ｐｐ３７３－３７４２ ０ １ ８年１ ０月 Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ａｎｄ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｏｃｔｏｂｅｒ，２０１８ 电化学原位紫外可见反射谱用于表面等离激元效应的表征王家正，刘 佳，周剑章＊，吴德印＊，田中群福建省厦门市厦门大学化学化工学院，福建厦门 ３６１００５摘 要 在锁相放大技术的基础上，搭建了光检测系统与恒电位系统联用的电化学原位紫外－可见电反射光谱测量系统，并将其应用于表面等离激元体系的反射率表征。
对光滑银电极和银纳米粒子修饰电极进行了电化学原位反射光谱测量，得到在不同电位下的反射光谱变化，发现在纳米粒子修饰电极上，产生强的反射谱峰。
推测这种谱峰来自于纳米间隙结构造成的热点效应，电位可显著地调控纳米间隙结构的光散射效应。
关键词 紫外－可见光谱；表面等离激元共振；电化学原位光谱；纳米间隙文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－０５９３（２０１８）１０－０３７３－０２ 收稿日期：２０１８－０４－３０，修订日期：２０１８－０７－０１ 基金项目：国家自然科学基金项目（２１５３３００６，２１６２１０９１，２１２７３１８２）资助 作者简介：王家正，１９９５年生，厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室博士研究生＊通讯联系人 ｅ－ｍａｉｌ：ｊｚｚｈｏｕ＠ｘｍｕ．ｅｄｕ．ｃｎ；ｄｙｗｕ＠ｘｍｕ．ｅｄｕ．ｃｎ 在外来电磁波的激发下，金属纳米粒子内部的自由电子发生集体振荡，形成局域表面等离激元。
当外来电磁波的频率与自由电子的振荡频率一致时，电磁波与自由电子运动发生最大限度耦合，这种现象叫局域表面等离激元共振（ＬＳＰＲ）［１］。
ＬＳＰＲ现象在光谱上表现为消光峰，而对于贵金属如金、银的纳米粒子，其ＬＳＰＲ峰一般位于可见光区域，因此利用电化学原位紫外－可见光谱，可对电化学条件下金属纳米粒子的ＬＳＰＲ性质进行研究。
Ｆｉｇ．１ Ｉｎ－ｓｉｔｕ ＵＶ－Ｖｉｓ ｅｌｅｃｔｒｏｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒａ ｏｆ ｓｍｏｏｔｈ ｓｉｌ－ｖｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ（ｖｓ．Ａｇ／ＡｇＣｌ） 对光滑银电极和银纳米粒子修饰的银电极进行了电化学原位反射光谱的表征，主要考察这两种电极在不同电位下对垂直入射光的反射率变化。
光谱仪测量反射率方法
光谱仪测量反射率方法
光谱仪测量反射率的方法可以分为以下几步：
1. 准备测试样品：将待测样品放置在光谱仪的测试台上。
2. 调整光谱仪：根据待测样品的特性选择合适的光源和检测器，并进行相应的光谱仪参数调整。
3. 设置参考基准：使用一个已知反射率的标准物质作为参考基准，将其放置在光谱仪的测试台上，并用该物质的反射率校准光谱仪。
4. 测量样品：将待测样品放置在光谱仪的测试台上，启动测量程序，并记录测量结果。
5. 分析数据：根据测量结果得到的光谱数据，通过分析和处理数据，计算出样品的反射率。
需要注意的是，在进行测量时可能需要考虑一些因素，例如避免外界光源的干扰、对样品进行表面处理以减少表面反射等。
此外，具体的测量方法和步骤可能会因光谱仪的型号和样品特性的不同而有所差异，因此在进行测量前可以参考光谱仪的使用手册或相关文献进行操作。
光谱反射率测量
光谱反射率测量是一种光学测量技术，用于确定物体对不同波长光的反射能力。
进行光谱反射率测量，需要使用专业的光学仪器，如光谱仪。
在测量过程中，需要先将样品放置在样品台上，然后将光源照射到样品上，通过光谱仪对反射回来的光进行测量和分析。
根据测量结果，可以得出样品的反射光谱曲线，进而分析样品的反射特性和吸收特性。
这些信息对于研究材料的光学性质、表面特性以及应用领域具有重要意义。
例如，在研究金属表面的光学性质时，可以通过光谱反射率测量得出金属表面的反射率和吸收率等重要参数。
这些参数对于金属表面的涂层设计、光学检测和光学镀膜等领域都有重要的指导意义。
总之，光谱反射率测量是一种精确的光学测量技术，广泛应用于材料科学、表面工程、环境科学等多个领域。
光谱测试系统(透射、反射、吸收、荧光、PL、拉曼、紫外可见红外)
件
应用范围
□ 测试平面光学元件（如棱镜、滤光片、光栅、平行平板、镀膜等）、球面光学元件（凹面镜、凸面镜等）和各种材料（溶液、 光
玻璃、硅、布料、汽车贴膜、眼镜等）的吸收、透射/反射光谱。
电 探
主要规格及特色
测
□ 光谱范围： 380~1000nm/600~1200nm（最低 200nm，最高 3000nm，可选）
仪
器
应用范围
□通用的 PL 光谱分析，III-V 族等半导体材料的 PL 光谱分析，荧光光谱测试；
□针对 LD 激光二极管、LED 发光二极管、Epi-Wafer 外延片、太阳能电池等的扫描光谱成像检测；
光
□另外还可以测试薄膜厚度（可选功能）；
源
主要特色
和 激
□高性能，高性价比
光
□高速自动系统（特别适合大规模生产使用）
光
七、 LE-SP-Raman 拉曼光谱测量系统 Raman Measurement System
谱 仪
Ramboss 显微拉曼和 PL 谱扫描成像测试系统
器
应用范围
Micro Raman&PL Mapping System
□材料科学、半导体材料等
光
□纳米技术
源
□化学、医药、生物医学
和 激
□碳工业，如碳纳米管的表征和类金刚石薄膜的品质控制
□ 光通量范围：1–4000lm；
□ 准确度：±0.002x,y(@2.856k);
□ 重复性：±0.005x,y;
光
□ CCT 重复性：±20k(@2.856k)
学
元
二 、LE-SP-ART 吸收、反射/透射光谱测量系统 Absorption,Reflection&Transmission System
光谱反射比测量问题
光谱反射比测量问题一、问题背景颜色科学是近几十年来蓬勃发展的一门学科，是彩色电视、彩色印刷、彩色照相、彩色图像处理、纺织、印染、涂料、油漆、车灯等行业必不可少的一门学问。
现代光学理论认为，由光源发出的光经过物体表面的反射后进入人眼，并在人眼的视网膜上形成关于物体表面颜色的信息，这些颜色信息再经过视觉神经传到大脑的神经中枢，最后在大脑内将这些信息进行加工、处理，形成颜色感知。
由此可见，物体表面颜色的形成需要有以下三个主要部分，即：光源、反射面、人眼。
其中，光源的特性是通过光源的“光谱功率分布函数”来描述的，反射面特性是通过“物体表面的光谱反射比函数”来描述的，人眼特性则通常是用“标准色度观察者”来描述的。
（1） 光源的光谱功率分布 以波长λ为中心的微小波长宽度d λ范围内的辐射通量若为d φ，则单位波长宽度所对应的辐射通量称为光谱密度λφ，即：d I d λφλ= （1-1） 将光源的光谱密度I λ与波长λ之间的关系用函数表示时，则称此函数为“光谱功率分布函数”，通常用()I λ来表示。
（2） 物体表面的光谱反射比 光入射到物体表面上时会发生部分光被反射的现象，则反射光的辐射通量与入射光的辐射通量之比称为反射比（所以反射比的值总介于0和1之间），如果此入射光为一系列单色光，则称其为“光谱反射比”，通常用()R λ来表示。
（3） 标准色度观察者 实践证明，不同的观察者其人眼的颜色视觉特性是多少有些不同的，但是具有正常颜色视觉的人此差异并不大，故此可以根据一些正常人眼颜色视觉特性的平均值来描述人眼的颜色视觉特性。
通常把这些经过试验测得的正常的人眼颜色视觉特性数据称为“标准色度观察者光谱三刺激值”，简称“标准色度观察者”。
二、CIE 三刺激值颜色刺激(color stimulus)可以用CIE 三刺激值表示，其计算公式为()()()()()()()()()X K R I x d Y K R I y d Z K R I z d λλλλλλλλλλλλλλλ===⎰⎰⎰ (1)式中，K 为比例因子，100()()K I y d λλλλ=⎰()R λ为物体表面的光谱反射比函数，()I λ为光源的光谱功率分布，(),(),()x y z λλλ为CIE1931标准色度观测者颜色匹配函数。
光谱系统硬件设计方案
光谱系统硬件设计方案
光谱系统是一种用于检测物质的光谱特征的设备，其硬件设计方案主要包括光源、光学系统、光谱传感器和信号处理模块等几个关键部分。
首先，光源是光谱系统中最重要的组成部分之一。
在硬件设计中，可以选择合适的光源类型，如白炽灯、氘灯或者LED等。
对于不同应用场景，选择合适的光源能够提供光谱检测所需的波长范围和光强度。
其次，光学系统是光谱系统的关键部分，主要用于收集样品反射或透射的光信号，并将其导向光谱传感器。
光学系统由凹透镜、凸透镜、反射镜等组成，其设计需要考虑光学元件的焦距、孔径和波长分辨率等参数。
然后，光谱传感器是光谱系统的核心模块，负责将光信号转换为电信号，并提供给信号处理模块进行进一步处理。
常见的光谱传感器有线阵CCD和CMOS传感器。
在硬件设计中，需要
根据应用场景选择合适的传感器类型和像素数量，以获得所需的光谱分辨率和灵敏度。
最后，信号处理模块用于对光谱传感器采集到的电信号进行处理和分析。
信号处理主要包括放大、滤波、采样和数学计算等步骤，可以使用模拟电路或数字信号处理技术来实现。
此外，信号处理模块还需要提供接口，使得用户可以方便地控制和获取光谱数据。
总的来说，光谱系统的硬件设计方案需要综合考虑光源、光学系统、光谱传感器和信号处理模块等多个方面的因素。
通过合理的硬件设计，可以提高光谱系统的性能和可靠性，满足不同应用场景的需求。
光谱反射比
光谱反射比
光谱反射比是指物体在不同波长的光线照射下，反射的光强度与入射光强度的比值。
不同物体对于不同波长的光线的反射比可能会有所不同，这也是光谱反射比能够被用来区分物体的原因之一。
例如，绿色的植物在可见光范围内的反射比较高，而黑色的物体则在大部分波长下都有较低的反射比。
同时，光谱反射比也可以用于分析物体的化学成分，因为某些元素或化合物对于特定波长的光线的反射比会有显著的差异。
因此，测量光谱反射比可以帮助人们深入了解物体的结构和成分，为科学研究和实践应用提供了有力的工具。
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光谱反射仪项目计划书
光谱反射仪项目计划书项目名称：光谱反射仪项目计划书项目背景：光谱反射仪是一种用于测量物体表面反射率的仪器。
它可以通过分析物体表面反射光的波长分布，获取物体的光谱特征，进而进行物体的分类、质量检测等应用。
由于光谱反射仪具有快速、准确、非接触等优点，因此在材料科学、农业、生命科学等领域得到了广泛的应用。
项目目标：本项目的目标是研发一款高性能、低成本的光谱反射仪。
通过提供一个易于使用且精确度高的光谱反射仪仪器，帮助用户快速获取物体表面的光谱特征，并实现物体的分类、质量检测等应用。
项目计划：1. 项目启动阶段（预计时间：2周）- 召集项目团队成员，并明确各成员的职责和任务- 分析市场需求和竞争情况，确定产品定位和需求- 制定项目计划和里程碑，明确项目目标和交付时间2. 需求分析和设计阶段（预计时间：4周）- 与用户和领域专家进行沟通，收集用户需求和反馈- 分析用户需求，确定产品功能和性能指标- 进行系统设计，包括硬件设计和软件设计3. 原型开发阶段（预计时间：6周）- 根据需求和设计方案，完成光谱反射仪的硬件组装和软件开发- 进行初步的测试和优化，确保原型的稳定性和性能4. 产品测试和改进阶段（预计时间：4周）- 进行充分的产品测试，包括性能测试和稳定性测试- 收集用户的反馈和意见，进行产品改进和优化5. 生产准备和市场推广阶段（预计时间：4周）- 完善产品的生产工艺和流程- 制定市场推广策略，包括宣传材料的制作和推广活动的策划- 准备产品上市所需的各项手续和证书6. 项目总结和验收阶段（预计时间：2周）- 对项目进行总结和归档，汇总项目成果和经验教训- 进行项目验收，检查项目交付成果是否符合预期目标预计总时长：22周项目团队：- 项目经理：负责项目的整体规划和管理- 硬件工程师：负责光谱反射仪的硬件设计和组装- 软件工程师：负责光谱反射仪的软件开发和优化- 测试工程师：负责产品的测试和改进- 市场推广专员：负责产品的市场调研和推广项目预算：预计项目的总预算为100万元，包括人力成本、材料采购成本、设备购置成本、市场推广费用等。
真空低温环境反射镜光谱反射率原位测量技术
真空低温环境反射镜光谱反射率原位测量技术杨林华;许杰;蒋山平【摘要】为了研究真空低温环境下定标光学系统光谱反射率测量技术,搭建了小型离轴抛物面反射镜的光谱反射率原位测量试验系统.系统由太阳模拟器、准直镜、折叠镜、离轴抛物面反射镜、光谱仪、数采系统等组成.分别在常温常压和真空低温环境下进行测量,得到350nm～950nm谱段光谱反射率及变化规律,常温常压、真空低温、恢复常温常压下系统测量平均值分别为0.882、0.863和0.883,测量重复性±1.1％,不确定度优于2.4％.结果表明,反射镜光谱反射率在真空低温环境下有较明显的下降,环境恢复后,反射率随之恢复.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2015(036)004【总页数】7页(P559-565)【关键词】光谱反射率;原位测量;反射镜;真空;低温【作者】杨林华;许杰;蒋山平【作者单位】北京卫星环境工程研究所,北京100094;北京卫星环境工程研究所,北京100094;北京卫星环境工程研究所,北京100094【正文语种】中文【中图分类】TN206引言反射率是物体表面反射波每秒从界面单位面积带走的能量与每秒入射到界面单位面积上的能量之比［1］，光谱反射率则是由物体不同波长反射率组成的一个序列，能够提供各种物体、材料光学特性的重要信息，是物体固有的物理特征。
鉴于光谱测量具有分辩物体真实特性的能力，越来越多的航天器携带可以测量光谱信息的遥感器。
为了获取遥感器输入辐射量与输出量之间的对应关系，定量反演遥感目标辐射信息，需要在遥感器发射前在模拟空间环境下进行辐射定标。
在辐射定标过程中，定标光学系统光谱反射率是关键参数之一，直接影响定标精度。
目前，国内外反射率原位测量普遍采用比对测量法，即通过旋转平台或切换光源位置的方式，利用辅助光学系统使得光源经被测反射镜、不经过被测反射镜，由光电探测器采集数据，2次数据进行比对，即可获取被测反射镜的反射率。
原位光谱反射比测量系统设计
原位光谱反射比测量系统设计
王术军;张保洲
【期刊名称】《应用光学》
【年(卷),期】2005(026)004
【摘要】介绍了用光纤和双通道光谱仪测量光谱反射比的技术优势,并着重讨论了原位光谱及光谱反射比测量系统的主要技术.利用这套测量装置对真空室中试验样品氧化前后进行测量,得到了与计量院标定值一致的结果.
【总页数】3页(P58-60)
【作者】王术军;张保洲
【作者单位】北京师范大学,天文系,北京,100875;北京师范大学,天文系,北
京,100875
【正文语种】中文
【中图分类】TH744.1
【相关文献】
1.2.5μm～25μm涂层红外光谱漫反射比测量附件的研制 [J], 吕正;马冲;吕亮
2.电子背散射衍射和傅里叶变换红外光谱结合测量橄榄石的原位含水量 [J], 闫浩洁;王勤
3.磁场环境下铝电解熔融铝液成分激光诱导\r击穿光谱原位测量分析 [J], 路辉;胡晓军;曹斌;孙兰香;丛智博;董伟
4.不同离子辐照氟化锂材料时原位发光光谱测量分析 [J], 仇猛淋; 赵国强; 王庭顺; 罗长维; 王广甫; 张丰收; 吕沙沙; 廖斌
5.基于紫外吸收光谱法的海水总有机碳浓度原位测量 [J], 毕卫红;樊俊波;李喆;李煜;王思远;王昊;付广伟;张保军
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红外光谱原位漫反射
红外光谱原位漫反射
红外光谱原位漫反射技术是一种用于表面分析的重要手段，其基本原理是在样品表面照射红外光，在反射回来的光中测量样品的光谱信息。
相比于传统的红外光谱技术，原位漫反射技术具有更高的灵敏度和更好的分辨率，能够对样品表面进行非破坏性的分析。
在进行红外光谱原位漫反射分析时，需要使用原位漫反射装置。
该装置包括光源、光纤、样品支架以及检测器等部分。
光源通过光纤将光传输到样品表面，并在样品表面形成一个光斑。
光斑中的光与样品表面相互作用，产生原位漫反射信号。
检测器测量反射回来的光，并将反射光谱传递到计算机进行分析处理。
红外光谱原位漫反射技术在材料科学、化学、生命科学等领域中具有广泛的应用。
例如，可以用于表面化学反应的研究、纳米材料的表面分析、生物分子的表面识别等。
此外，还可以用于环境监测、药物研发等领域中的分析。
总之，红外光谱原位漫反射技术是一种非常重要的表面分析手段。
它具有高灵敏度、高分辨率和非破坏性等优点，广泛应用于材料科学、化学、生命科学等领域。
随着科技的不断进步，相信这一技术将在更多的领域中得到应用和发展。
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文章编号!"##$%$#&$’$##()#*%##(&%#+原位光谱反射比测量系统设计王术军,张保洲’北京师范大学天文系,北京"##&-()摘要!介绍了用光纤和双通道光谱仪测量光谱反射比的技术优势,并着重讨论了原位光谱及光谱反射比测量系统的主要技术.利用这套测量装置对真空室中试验样品氧化前后进行测量,得到了与计量院标定值一致的结果.关键词!光谱测量/光谱反射比/双通道光谱仪/001/光纤中图分类号!23-**4"文献标识码!56789:;<=>?7@A B C D E 7=D 7@A C ;@7F7C 8G B 9;:>H 8A 7I9;J B 9:9;C D K <89A 9<;L5M N O P Q R S Q T ,U 35M N V W X R Y P X Q’1Z [W \]^Z T ]X _W ‘]\X T X ^a ,V Z b S b T cM X \^W d e T b f Z \‘b ]a ,V Z b S b T c "##&-(,0P b T W)g h 8A B C @A !5‘[Z i ]\W d \Z _d Z i ]W T i Z ^Z W ‘Q \b T c‘a ‘]Z ^i X T ‘b ‘]b T cX _‘Z f Z \W d X []b i W d _b j Z \‘W T kW k X Q j d Z R i P W T T Z d ‘[Z i ]\X ^Z ]Z \b ‘b T ]\X k Q i Z k 42P Z^W b T]Z i P T X d X c aX _]P Z‘[Z i ]\W d \Z _d Z i ]W T i Z^Z W ‘Q \b T c‘a ‘]Z ^b ‘k b ‘i Q ‘‘Z k 4V Z _X \ZW T kW _]Z \]P Z‘W ^[d Z ‘l Z \ZX m b k b Y Z k ,Q ]b d b Y b T c]P b ‘‘a ‘]Z ^]X^Z W ‘Q \Z]P Z ^b Tf W i Q Q ^i P W ^j Z \]P Z^Z W ‘Q \b T c\Z ‘Q d ]‘,l ZX j ]W b T ,b ‘i X T ‘b ‘]Z T ]l b ]P]P Z T X ^b T W d f W d Q Z4n 7H o <B p 8!‘[Z i ]\W d ^Z W ‘Q \Z ^Z T ]/‘[Z i ]\W d \Z _d Z i ]W T i Z /k X Q j d Z R i P W T T Z d ‘[Z i ]\X ^Z ]Z \/001/X []b i W d _b j Z \引言特定环境下的光谱及光谱反射比的测量在现代科学研究和生产中的应用越来越广泛.原位光谱反射比测量系统可用于对处于特定环境中的样品进行光谱反射比测量,也可用于材料老化实验q 样品光谱分析实验.r 原位测量s 是指不将样品拿出实验室环境而直接进行测量.本系统初次用于测量真空室中模拟真空条件下航空材料经过强氧化前后的光谱反射比,以便对材料的光反射特性进行分析.该系统采用光纤导光和双通道光谱仪测量+&#t ""##T ^波段范围的光谱反射比.光纤导光和分束可以简化光路和光学系统,有利于屏蔽杂散光和高次光谱.相对独立的双通道单色仪q 001和配套滤光片使系统不需要在测试过程中更换滤光片q 光栅和转动光栅等操作.由于单次测量时间短,对光源的稳定性要求降低,加之测量系统没有扫描等机械动作,因此测量系统准确度高.本文以真空室原位光谱反射比测量系统为例介绍主要技术的实施方法."各主要技术环节的实施本测试系统的构成如图"所示.图"原位光谱反射比测量系统框图u 9:4"v D <@wp 9C :B C I <=<B 9:9;C D x ?<89A 9<;I 7C 8G B 9;:8H 8A 7I <=8?7@A B C D B 7=D 7@A C ;@7"4"光谱仪收稿日期!$##*%#*%$y /修回日期!$##*%#y %#*作者简介!王术军’"z y y %),男,吉林榆树人,高级工程师,北京师范大学博士研究生,主要从事光电探测技术研究.{&({a a c m $#(z #"|‘b T W 4i X ^应用光学}45[[d b Z k~[]b i ‘}Q d a4$##(,$y ’*)!(&%y#万方数据光谱仪采用了美国海洋光学公司!"#$%&"’()#*+&#,-的./0111型光谱仪2./0111光谱仪是两个.0111光谱仪的组合3以便能满足宽波长范围的要求2.0111光谱仪的结构如图0所示24,.56接口70,狭缝78,滤光片槽79,准直镜7:,光栅7;,会聚镜7<,柱面透镜7=,">?@滤光片7A ,B B /探测器图0.0111型光谱仪的结构C D E ,0F G H I J G I H K L M F 0111N O K J G H L P K G K H根据不同用户的具体要求3海洋公司可提供不同部件的配置Q 4R3如光栅S 狭缝S 带通滤光片等的选配2我们要求的./0111型光谱仪选用0T光栅3适于紫外到可见光谱的测量3选用">+U V W 8滤光片消除杂光2次光谱仪选用9T光栅3适于可见到近红外光谱的测量3选用">+U "W ::1滤光片消除杂光2两种光栅的光谱效率如图8所示2两个光谱仪的狭缝宽都是411X Y 3在满足光谱分辨率要求的前提下可获得较大的光信号2该光谱仪的光谱分辨率为8,=:&Y 3波长准确度可以调至小于1,9&Y 2图8.0111型光谱仪光栅效率曲线C D E ,8Z H [G D \EK M M D J D K \J ]J I H ^K L M F 0111N O K J G H L P K G K H4,0光源为适用宽波段范围的样品光谱反射比测量3系统采用钨灯作为光源2此灯是委托南京特灯厂制作的配有镀铝椭球聚光碗的40@:1_卤钨灯3在其光束汇聚点上耦合光纤束能得到比普通透镜会聚系统更多的辐通2聚光碗不是常见的‘冷光碗a 3而是专门镀铝的宽波段聚光碗3以满足8=1b 4411&Y 波段的要求2两光源通过一条二合一光纤汇合到一起照在样品上2在光路中安装了电动快门3以便于记取测试系统的零点2该光源的供电系统采用/c 4<016d 0型直流稳压稳流电源3其稳定性可以达到万分之三3以保证灯的发光稳定性24,8积分球测量样品光谱反射比时要用到积分球Q 0R2积分球内径为e :1#Y 3内涂f %."93样品窗为薄壁结构3开口面尺寸为e 01Y Y 2积分球的入射端口有准直镜将光纤出射的光聚焦到样品上2光束光纤与样品窗平面的夹角为=g 3符合h U i 测量条件24,9样品移动对准台本项目应用的电动平移机构是北京光学仪器厂的5j .019型电控平移台3其导轨为@型导轨k 交叉滚柱3行程411Y Y 3重复定位精度1,118Y Y 3轴向间隙1,14:Y Y 3负载41l m 2其驱动装置同样采用该厂的.B 411型步进电机控制3操作由计算机控制2标准板和待测样片安装在电移台的移动板上3积分球固定在电移台的固定板上3通过程序控制标准板和待测样片在积分球前的移动24,:光纤传光束Q8R 在研制过程中发现3一般石英光纤传光束对光源会聚的高密集辐通点上的高温耐受力欠佳3主要是由于其外涂的有机硅材料耐热不够3照射一定时间后透射率明显下降2本系统光源与积分球之间的照明传光束采用特制的双包层石英光纤束3它具有很好的稳定性2但是3该双包层石英的数值孔径n 6o 1,003可对光源会聚点上的辐通收集减小3从而使测量信号减弱3好在./0111光谱仪有足够大的灵敏度2积分球与光谱仪之间的测量光纤采用n 6o 1,00的e 1,;Y Y 的石英单丝3与光谱仪的孔径比相符3保证了对光谱仪狭缝!1,4Y Y 宽-和光谱仪B B /元的高度!1,0Y Y -的覆盖2测量光纤的两分支分别由.56A 1:接头与主光谱仪和次光谱仪连接3另一端两分支紧靠一起与积分球的测量口相连2无论是照明光纤束3还是测量光纤都要经过从真空室外到真空室内的耦合3耦合是通过安装在真空室壁上厚9Y Y 的石英窗进行的3这样会使光信号减小约一个数量级24,;测试软件本系统使用的计算机软件采用@f 编写2通过计算机控制电移台控制器来移动样品位置3调用海洋公司光谱仪附带的动态连接库采集双通道数据3经过数据处理显示或打印出测试结果2由于光栅和B B /以及光源综合作用的结果3测量光谱的两端pA :p 应用光学011:30;!9-王术军3张保洲q原位光谱反射比测量系统设计万方数据信号很弱!如果采用单一积分时间"当##$输出的光谱中间信号快饱和时"两端信号仍很小"信噪比低"影响测量的准确性!故本系统采用双积分时间和多次采样平均法"即先用短积分时间曝光"分别测量标准板和待测样品的光谱"再用长积分时间曝光%中间信号强的部分达到饱和&!用长时间曝光获得的两端信号乘上时间比例因子"然后再拼接到短时间曝光获得的光谱数据上"最后计算光谱反射比!测量界面如图’所示!图’测量系统操作界面()*+’,-./0)1*)10.23/4.536./782)1*7970.6:系统调试和主要技术指标测试系统在实验室进行了调试和标定!首先调整照明光纤插入深度"使光斑落在样品上以减少杂散光!其次"利用光谱仪附带波长与像元对应关系曲线标定;<=波长间隔的波长点"然后用标准板数据对系统进行光谱标定"得到光谱仪的光谱修正系数"将修正系数写到程序中参与运算!试运行期间"运行情况良好"并对一些技术指标进行了检测"测试结果如下!:+;波长准确度系统对高压汞灯和钠灯的光谱进行采集"各谱线的标准值与仪器显示的谱线峰值波长列于表;!测试结果证明"各谱线的标准值与仪器显示的谱线峰值波长相差小于>;<=!表;系统波长测量准确度误差/@A.;B/C.A.1*0D6./782.6.10.2252537970.6光源谱线标准波长%<=&仪器测量显示波长%<=&误差%<=&汞’E’+F’G H+IH’J+;H F F+E KH F L+E’E H’G JH’JH F IME+GME+:NE+;E钠H I L+EH I L+JH I L NE+G:+:测量准确度在检查仪器的测量准确度时"使用经中国计量科学院标定的一块白板作为待测样板进行了测量!此系统上测得的结果O以及计量院对该板的测试数据OE列于表:!O与OE在各波长点处的差均小于;P!表:系统测量结果准确度/@A.:Q4482/49536./782)1*2.78A07R%<=&O O E O N O EG I E E+L H I E+L H E E+E E I’E E E+L J F E+L J E E+E E FH E E E+L F G E+L J L E+E E’J E E E+L F I E+L F F E+E E;F E E E+L I E E+L F L E+E E;I E E E+L F F E+L F I NE+E E;L E E E+L F L E+L I E NE+E E;;E E E E+L I;E+L I G NE+E E:;;E E E+L I G E+L F H E+E E I:+G测量重复性对上述白板测量了;E次"测量结果表明S均不超过;T!:+’光谱分辨率用该系统对U V W X V激光器的单线半宽进行了测量"半宽小于H<=!G结果与讨论通过上述分析"得出如下结论!%;&实测证明"本系统具有光谱测量范围宽Y 测量精度高Y使用方便Y快捷等优点!%:&在本系统上增加一台氘灯光源"并通过二合一异形光纤将两光源发出的光汇集在一起"可将光谱测量范围扩展到:H E<=!%G&将本系统的电移台按需更换"即可用于测量光谱及光谱透射比!改造成的光谱透射比测量系统可用于光纤透射比的测量!该系统使用氘灯和钨灯双光源"波长测量范围可扩展到:H E K;;E E<=!%’&若增加美国海洋公司的X Z[H;:型光谱仪"系统长波方向可扩展到:+;\=!参考文献]^;_郭立萍"等+便携式模块化‘:E E E型光谱仪性能分析^a_+烟台大学学报":E E:";H%;&]J’NJ J+^:_郝允祥"等+光度学^b_+北京]北京师范大学出版社";L I I+^G_廖延彪+光纤光学^b_+北京]清华大学出版社":E E E+ ^’_肖明耀+实验误差与数据处理^b_+北京]科学出版社";L I E+cEJc应用光学:E E H":J%’&王术军"张保洲]原位光谱反射比测量系统设计万方数据原位光谱反射比测量系统设计作者：王术军， 张保洲， WANG Shu-jun， ZHANG Bao-zhou作者单位：北京师范大学,天文系,北京,100875刊名：应用光学英文刊名：JOURNAL OF APPLIED OPTICS年，卷(期)：2005,26(4)被引用次数：1次1.郭立萍便携式模块化S2000型光谱仪性能分析[期刊论文]-烟台大学学报 2002(1)2.郝允祥光度学 19883.廖延彪光纤光学 20004.肖明耀实验误差与数据处理 19801.于凯.刘素红.赵永超.耿修瑞植被叶片反射率光谱三种常用测量方法比较分析[会议论文]-20082.毛祥光球面反射率测量系统[学位论文]20063.张姗姗.黄新国.杨建枫.ZHANG 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