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1、(10)申请公布号 CN 103575397 A (43)申请公布日 2014.02.12 CN 103575397 A (21)申请号 201310591620.2 (22)申请日 2013.11.22 G01J 3/28(2006.01) G01J 3/12(2006.01) G01J 3/02(2006.01) (71)申请人 杭州远方光电信息股份有限公司 地址 310053 浙江省杭州市滨江区滨康路 669 号 (72)发明人 潘建根 (54) 发明名称 一种光谱测量装置 (57) 摘要 本发明公开了一种光谱测量装置， 包括前置 分光装置、 导光装置和一台以上的阵列光谱仪， 前 置分光。
2、装置对入射光辐射进行色散分光， 并将所 需测量的目标光谱成像至导光装置的输入端。导 光装置将目标光谱分段或者整体输入对应的阵列 光谱仪， 分段或者时序测量目标光谱， 有效避免了 各测量光谱的带外杂散光， 且在窄波段， 各阵列光 谱仪可实现更高分辨率。 此外， 本发明还可以通过 使用光纤式的导光装置以及对光纤输入端和输出 端进行合理排布， 进一步改善目标光谱的接收效 率， 以及光谱测量装置的杂散光和成像质量， 具有 设计巧妙、 杂散光低、 应用灵活和测量准确度高等 特点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明。
3、专利申请 权利要求书1页 说明书6页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103575397 A CN 103575397 A 1/1 页 2 1. 一种光谱测量装置， 其特征在于， 包括前置分光装置 (1)、 导光装置 (2) 以及与导光 装置 (2) 相耦合的阵列光谱仪 (3)， 前置分光装置 (1) 对入射光辐射 (8) 进行色散分光， 并 将目标光谱(9)成像至导光装置(2)的输入端(21)， 导光装置(2)的输出端(22)将目标光 谱 (9) 分段或者整体输入对应的阵列光谱仪 (3) 中。 2.如权利要求1所述的一种光谱测量装置， 其特征在于， 所述的目标光谱(9)分布在前 置分光装。
4、置 (1) 像面 (10) 的不同位置上， 所述的导光装置 (2) 的输入端 (21) 分布在像面 (10) 的对应位置上接收目标光谱 (9)。 3.如权利要求1所述的一种光谱测量装置， 其特征在于， 所述的导光装置(2)为能够完 整接收目标光谱 (9) 的独立光学装置 ； 或者包括多个分立的子单元， 各子单元可编排得到 完整接收目标光谱 (9)、 且与前置分光装置 (1) 像面 (10) 相匹配的输入端 (21)， 导光装置 (2) 的输出端 (22) 与对应的阵列光谱仪 (3) 连接。 4.如权利要求3所述的一种光谱测量装置， 其特征在于， 所述的导光装置(2)为连接前 置分光装置 (1)。
5、 和阵列光谱仪 (3) 的狭缝或者光纤或者光锥或者成像装置。 5.如权利要求4所述的一种光谱测量装置， 其特征在于， 包括两台以上阵列光谱仪(3) 和设有两个以上输出端(22)的导光装置(2)， 所述的导光装置(2)为光纤 ； 导光装置(2)的 每个输出端 (22) 连接一台阵列光谱仪 (3)， 各输出端 (22) 根据光纤的输出波段排布， 将输 入端(21)所接收的目标光谱(9)分成两段以上首尾相接或者首尾交叠的光谱， 并将各段光 谱分别输入相应的阵列光谱仪 (3) 中。 6.如权利要求5所述的一种光谱测量装置， 其特征在于， 所述的阵列光谱仪(3)的测量 波段相同且覆盖目标光谱(9)， 或。
6、者所述的阵列光谱仪(3)的测量波段与导光装置(2)输出 端 (22) 输出的光谱波段相对应。 7.如权利要求3或4所述的一种光谱测量装置， 其特征在于， 所述的导光装置(2)为两 根以上的光纤， 导光装置(2)的输出端(22)被编排成光狭缝(11)， 所述的光狭缝(11)为对 应的阵列光谱仪 (3) 的入射狭缝。 8. 如权利要求 1 所述的一种光谱测量装置， 其特征在于， 所述的导光装置 (2) 的输入 端(21)沿目标光谱(9)的成像方向移动， 按时序逐段接收目标光谱(9) ； 或者导光装置(2) 包括一个位于前置分光装置(1)像面(10)上的输入端(21)， 所述的输入端(21)一次、 。
7、整体 接收目标光谱 (9) ； 或者导光装置 (2) 包括多个沿目标光谱 (9) 的成像方向排列的输入端 (21)， 各输入端 (21) 所接收的光谱按时序被输入导光装置 (2)。 9.如权利要求8所述的一种光谱测量装置， 其特征在于， 所述的前置分光装置(1)为包 括第一转动色散系统(12)的单色仪， 通过第一转动色散系统(12)的转动， 单色仪将目标光 谱 (9) 按时序逐段成像至导光装置 (2) 的输入端 (21)。 10. 如权利要求 8 所述的一种光谱测量装置， 其特征在于， 所述的前置分光装置 (1) 为 多色仪， 所述的多色仪包括入射狭缝 (4)、 色散系统 (6) 和聚焦成像装。
8、置 (7)， 入射光辐射 (8) 入射色散系统 (6)， 聚焦成像装置 (7) 接收色散系统 (6) 分光后的衍射光， 并将目标光 谱 (9) 成像至导光装置 (2) 的输入端 (21)。 11. 如权利要求 9 或 10 所述的一种光谱测量装置， 其特征在于， 所述的阵列光谱仪 (3) 包括第二转动色散系统 (13)， 第二转动色散系统 (13) 按各段光谱的输入时序转动， 对所输 入的各段光谱进行分光测量。 权 利 要 求 书 CN 103575397 A 2 1/6 页 3 一种光谱测量装置 技术领域 0001 本发明涉及一种光谱辐射测量和光谱分析装置， 具体涉及一种光谱测量装置。 背景。
9、技术 0002 近年来， 随着仪器制造技术的发展， 阵列光谱仪的各项性能均取得了突破性进展， 其测量速度远超机械扫描式光谱仪， 且测量准确度也有大幅提高， 因而测量应用日益广泛， 尤其在对测量速度和采样速率有较高要求的场合， 如 LED 光源的空间颜色均匀性， 大功率 LED 光色等性能表征测量。 0003 但阵列光谱仪的杂散光控制水平一般不高， 在杂散光要求较高的应用场合有较大 限制， 现有技术也有通过在阵列光谱仪内设置滤色片的方式降低所需光谱波段以外的杂散 光 （也称带外杂散光） ， 如公开号为 “CN101324468A” 的 “低杂散光快速光谱仪及其测量方法” 专利， 通过设置了一组带。
10、通滤色片的带通色轮逐段精测不同波段的光谱， 降低杂散光干扰。 但在某些测量波段， 例如 （200250） nm 的光谱测量等， 滤色片难以实现有效带通。机械扫描 式光谱仪虽然能够在这些波段实现准确测量， 但其测量速度太慢， 测量效率不高， 对于温度 变化极快的大功率 LED 产品， 甚至无法准确测量各温度下的光色参数， 因此， 现有光谱仪难 以同时满足快速和高精度的测量需求。 发明内容 0004 为克服现有技术的不足， 本发明提供了一种可大幅降低带外杂散光、 光谱测量更 加准确的一种光谱测量装置。 0005 为解决上述技术问题， 本发明采用了如下技术方案 ： 一种光谱测量装置， 其特征在于， 。
11、包括前置分光装置、 导光装置以及与导光装置相耦合 的阵列光谱仪， 前置分光装置对入射光辐射进行色散分光， 并将目标光谱成像至导光装置 的输入端， 导光装置的输出端将目标光谱分段或者整体输入对应的阵列光谱仪中。 0006 本发明中， 目标光谱为所需测量光谱， 可以是入射光辐射的光谱， 或者是入射光辐 射某一波段的光谱。例如， 入射光辐射的波长范围为 （200-800） nm， 目标光谱可以是入射光 辐射 （200-800） nm 波长范围的光谱， 也可以是入射光辐射 （200-300） nm 波段的光谱。前置 分光装置对入射光辐射进行色散分光， 分光后的单色衍射光以不同的方向出射， 并按波长 排。
12、列于前置分光装置的像面上。 导光装置的输入端设置于前置分光装置的像面上或像面附 近， 其设置位置使其仅接目标光谱， 并通过其输出端将目标光谱整体输入阵列光谱仪进行 测量， 此时目标光谱为入射光辐射某一指定波段的光谱 ； 导光装置的输出端也可以将目标 光谱按一定时序分段输入同一阵列光谱仪， 或者将目标光谱分成多段， 并将各段光谱分别 输入不同的阵列光谱仪， 由各阵列光谱仪对各段光谱进行分别测量， 即对目标光谱进行分 段测量， 有效避免各段光谱的带外杂散光， 提高光谱测量准确度。 0007 相比于现有技术， 本发明利用前置分光装置对入射光辐射进行色散分光， 并结合 导光装置， 将目标光谱输入阵列光。
13、谱仪， 或者将目标光谱分段输入阵列光谱仪， 进行各段光 说 明 书 CN 103575397 A 3 2/6 页 4 谱的分别测量， 有效避免了目标光谱的带外杂散光。 在实际测量应用中， 本发明还可以通过 导光装置对目标光谱进行更加细致的分段， 进一步降低带外杂散光， 满足更高精度的测量 需求， 具有杂散光低、 应用灵活和测量准确度高等特点。 0008 本发明可以通过以下技术特征进一步完善和优化 ： 作为一种技术方案， 所述的目标光谱分布在前置分光装置像面的不同位置上， 所述的 导光装置的输入端分布在像面的对应位置上接收目标光谱。经前置分光装置色散分光后， 目标光谱按波长排列于前置分光装置的像。
14、面上， 所述的导光装置的输入端也分布在像面的 对应位置， 即导光装置的输入端按波长接收目标光谱， 其设置位置可以刚好覆盖目标光谱 的成像区域， 接收整段目标光谱 ； 或者导光装置包括多个输入端， 各输入端沿目标光谱的成 像方向排列， 分别接收不同波段的光谱， 各输入端所接收的光谱首尾相接、 且叠加后覆盖目 标光谱的波长范围。 0009 作为一种技术方案， 所述的导光装置为能够完整接收目标光谱的独立光学装置 ； 或者包括多个分立的子单元， 各子单元可编排得到完整接收目标光谱、 且与前置分光装置 像面相匹配的输入端， 导光装置的输出端与对应的阵列光谱仪连接。导光装置可以为具有 输入端和输出端、 以。
15、及任意结构的独立光学装置， 其输入端位于前置分光装置像面上或像 面附近， 能够完整接收目标光谱， 并通过其输出端将目标光谱输入阵列光谱仪。 所述的独立 光学装置可以具有一个以上输入端和一个以上输出端， 各输出端的输出光谱与输入端的接 收光谱相对应。例如， 该独立光学装置可以为具有多个分立的输入端和多个输出端的混光 装置， 各输入端沿目标光谱的成像方向排列， 与输出端通过独立的腔体连接， 且各输出端分 别输出各输入端所接收的目标光谱。 0010 上述的导光装置也可以包括多个分立的子单元， 且编排各子单元可得到能够完整 接收目标光谱、 且与前置分光装置的像面相匹配的输入端， 例如， 子单元可以是光。
16、纤， 导光 装置由多根光纤组成， 光纤的输入端可以根据前置分光装置的成像特征进行编排， 使其以 尽可能高的效率接收目标光谱。 例如， 当前置分光装置的像面为一平面， 导光装置的输入端 可以沿像面编排成接收平面 ； 当前置分光装置的像面为一曲面， 导光装置的输入端可以根 据像面上各段光谱的成像特征排布成相似的曲面， 并使每根光纤输入端的接收方向与其所 接收光谱的入射方向接近平行， 以完整高效地接收目标光谱。 作为优选， 导光装置是由多根 光纤所组成的可实现光谱分段传输或整段传输的光纤束。各子单元也可以是成像装置， 例 如透镜， 导光装置为沿目标光谱的成像方向排列的透镜阵列， 其物面为导光装置的输。
17、入端， 排列于前置分光装置的像面上或像面附近， 其像面为导光装置的输出端、 阵列光谱仪的输 入端。各透镜将目标光谱的各段分别成像至各阵列光谱仪的输入端， 由各阵列光谱仪对各 段光谱进行分别测量。 0011 作为优选， 所述的导光装置为连接前置分光装置和阵列光谱仪的狭缝或者光纤或 者光锥或者成像装置。 若导光装置为狭缝， 狭缝位于前置分光装置的像面或像面附近， 仅接 收目标光谱， 并将其整体输入阵列光谱仪内进行测量 ； 若导光装置为成像装置， 成像装置包 括物面、 成像器件和像面， 成像装置的物面刚好位于前置分光装置像面上目标光谱的成像 位置或其附近， 其像面位于阵列光谱仪的输入端， 目标光谱通。
18、过成像器件成像至阵列光谱 仪的输入端， 例如成像装置可以为透镜， 目标光谱经透镜成像至阵列光谱仪的输入端 ； 若导 光装置为一根以上的光纤， 光纤的输入端设置于前置分光装置的像面上或像面附近， 其输 说 明 书 CN 103575397 A 4 3/6 页 5 出端位于阵列光谱仪的输入光路上， 并将其输入端所接收的目标光谱输入阵列光谱仪进行 测量， 不仅可以避免带外杂散光， 而且便于光学系统的光学设计。 0012 上述的导光装置也可以是光锥， 即锥形的混光器， 其开口面为输入端， 设置于前置 分光装置的像面上， 用于接收目标光谱， 其顶端开孔， 位于阵列光谱仪的输入光路上。光锥 顶端的开孔截面。
19、可以为圆形、 长方形或正方形， 可直接为阵列光谱仪的输入狭缝， 将其所接 收目标光谱导入阵列光谱仪。上述目标光谱进入光锥后， 经过混光， 从其输出端输出， 其内 壁一般设有反射或者漫反射材料。 0013 作为一种技术方案， 包括两台以上阵列光谱仪和设有两个以上输出端的导光装 置， 所述的导光装置为光纤 ； 导光装置的每个输出端连接一台阵列光谱仪， 各输出端根据光 纤的输出波段排布， 将输入端所接收的目标光谱分成两段以上首尾相接或者首尾交叠的光 谱， 并将各段光谱分别输入相应的阵列光谱仪中。 导光装置由多根光纤编排组成， 各光纤的 输入端排列于前置分光装置的像面上， 接收目标光谱范围内不同波段的。
20、光谱， 并从其输出 端输出。 导光装置的各输出端由一个以上的光纤的输出端编排而成， 因此， 根据各光纤的输 出波段， 导光装置的输出端可以编排使其输出目标光谱范围内任一指定波段光谱， 从而可 以利用设有多个输出端的导光装置将目标光谱分成多段首尾相接或者首尾交叠的光谱， 且 叠加导光装置各输出端的输出波段覆盖目标光谱范围。 导光装置各输出端分别连接一台阵 列光谱仪， 并将各段光谱分别输入相应的阵列光谱仪， 实现各波段光谱的分别测量， 即目标 光谱的分段测量。 0014 对于波长范围较宽的光谱， 将其分成多段窄光谱， 并利用多个阵列光谱仪分别测 量， 不仅可以避免带外杂散光， 而且各测量波段较窄，。
21、 阵列光谱仪容易获得更高分辨率。作 为优选， 短波段光谱以更小波长间隔分段， 以实现更高的光谱分辨率。例如， 当被测光的光 谱范围为 （200-250） nm， 导光装置设置 5 个输出端， 各输出端的输出波段宽度为 10nm， 且各 输出波段首尾相接， 分别将 （200-210） nm、（210-220） nm、（220-230） nm、（230-240） nm 和 （240-250） nm 5 段光谱分别输入 5 台阵列光谱仪， 各阵列光谱仪对所输入的光谱进行同时 测量， 不仅有效避免各段光谱的带外杂散光， 提高了测量效率， 而且各阵列光谱仪的测量波 段只有 10nm， 比较容易获得更高分。
22、辨率。另外， 本技术方案还可以通过减小分段间隔， 增加 阵列光谱仪来满足更高测量准确度的要求。 0015 上述的阵列光谱仪可以是具有相同的测量波段， 但测量波段需覆盖导光装置输 出端输出的光谱波段， 即所述的阵列光谱仪的测量波段相同且覆盖目标光谱 ； 或者所述 的阵列光谱仪的测量波段与导光装置输出端输出的光谱波段相对应。例如， 导光装置设 置 5 个输出端， 各输出端的输出波段分别为 ：（200-210） nm、（210-220） nm、（220-230） nm、 （230-240） nm 和 （240-250） nm， 各阵列光谱仪的测量波段相同， 至少为 （200-250） nm， 可 以。
23、避免各测量波段的带外杂散光， 或者各阵列光谱仪的测量波段分别为 ：（200-210） nm、 （210-220） nm、（220-230） nm、（230-240） nm 和 （240-250） nm， 不仅可以避免各测量波段的带 外杂散光， 而且各光谱仪在 10nm 波段可实现更好的分辨率。 0016 作为一种技术方案， 所述的导光装置为两根以上的光纤， 导光装置的输出端被编 排成光狭缝， 所述的光狭缝为对应的阵列光谱仪的入射狭缝。导光装置由多根光纤组成， 光纤的输出端可以排布成光狭缝， 并直接作为与其连接的阵列光谱仪的入射狭缝， 可减少 光信号能量在输入光谱仪的过程中所产生的损失， 提高接。
24、收效率 ； 或者光纤的输出端也可 说 明 书 CN 103575397 A 5 4/6 页 6 以排布成弯曲的光狭缝， 不仅可以提高接收效率、 降低杂散光， 还可以校正阵列光谱仪的像 差， 进一步获得更好的成像质量。 0017 上述的导光装置可以是由光纤排列组成的两根以上分立的光纤束， 各光纤束的输 入端沿目标光谱的成像方向排列于前置分光装置的像面上， 依次接收目标光谱范围内指定 波段的光谱， 且各光纤束的输入端所接收的各段光谱首尾相接。每根光纤束的输出端与一 台阵列光谱仪相连接， 并将各段光谱分别输入不同的阵列光谱仪进行分别测量。 0018 上述的导光装置也可以是由光纤排列组成的、 具有两个。
25、以上输出端的分叉光纤 束。各分叉光纤束的输入端排列于前置分光装置的像面上目标光谱的成像区域， 其几何位 置不同， 所接收的光谱波段不同， 将各光纤根据其接收波段选择排列， 可编排成具有两个以 上、 输出波段首尾相接或者首尾交叠的输出端， 即导光装置为分叉光纤束， 分叉光纤束的每 个输出端与一台阵列光谱仪连接， 各输出端将各段光谱分别输入不同的阵列光谱仪进行分 别测量。 0019 作为一种技术方案， 所述的导光装置的输入端沿目标光谱的成像方向移动， 按时 序逐段接收目标光谱 ； 或者导光装置包括一个位于前置分光装置像面上的输入端， 所述的 输入端一次、 整体接收目标光谱 ； 或者导光装置包括多个。
26、沿目标光谱的成像方向排列的输 入端， 各输入端所接收的光谱按时序被输入导光装置。导光装置的输入端沿目标光谱的成 像方向移动， 或者直接在前置分光装置的像面上移动， 在不同位置处接收不同波段的光谱， 并通过位置移动， 按时序逐段接收目标光谱， 此时， 导光装置可以为狭缝或者光纤等光学装 置。 当导光装置包括两个以上输入端， 各输入端可以按照目标光谱的成像方向依次排列， 分 别接收不同波段的光谱， 且各输入端设置开关装置， 例如快门， 通过开关控制装置控制输入 导光装置的各段光谱。当导光装置仅包括一个位于前置分光装置像面上的输入端， 该输入 端可一次、 整体接收目标光谱， 并通过导光装置的输出端将。
27、目标光谱整体或分段输入阵列 光谱仪。 0020 作为一种技术方案， 所述的前置分光装置为包括第一转动色散系统的单色仪， 通 过第一转动色散系统的转动， 单色仪将目标光谱按时序逐段成像至导光装置的输入端。所 述的单色仪包括第一转动色散系统， 通过单色仪第一转动色散系统的转动， 将目标光谱按 一定时序逐段成像至导光装置的输入端。单色仪可以是实现入射光辐射色散分光、 且将目 标光谱按时序逐段成像至导光装置输入端的任意结构。 例如， 单色仪包括入射狭缝、 转动光 栅和聚焦成像装置， 入射光辐射经入射狭缝入射转动光栅， 分光后的各段光谱经聚焦成像 装置成像至导光装置的输入端， 再经导光装置输入阵列光谱仪。
28、。单色仪每次输出一段窄光 谱， 且随着其转动光栅的转动， 在各时刻， 分别输出不同波长范围的各段窄光谱。当单色仪 输出波段小于目标光谱的波段， 可以按波长将目标光谱分成多段窄光谱， 并通过转动单色 仪的色散系统将各段光谱逐段成像至导光装置的输入端， 各段光谱叠加覆盖目标光谱的范 围。 0021 作为一种技术方案， 所述的前置分光装置为多色仪， 所述的多色仪包括入射狭缝、 色散系统和聚焦成像装置， 入射光辐射入射色散系统， 聚焦成像装置接收色散系统分光后 的衍射光， 并将目标光谱成像至导光装置的输入端。 多色仪对入射光辐射进行色散分光后， 将目标光谱一次成像至前置分光装置的像面上。 作为优选， 。
29、还包括准直装置或会集装置， 入 射光辐射经入射狭缝入射准直装置， 经准直装置后平行入射色散系统， 聚焦成像装置接收 说 明 书 CN 103575397 A 6 5/6 页 7 色散系统分光后的衍射光， 并将光谱成像至像面上 ； 或者入射光辐射经入射狭缝入射会集 装置， 经会集装置后会聚入射光栅， 由光栅进行色散分光， 并由聚焦成像装置将入射光辐射 的光谱成像至像面上。所述的色散系统可以为平面光栅或者棱镜。此时导光装置的输入端 可以根据目标光谱的成像几何位置设置于多色仪的像面上， 以接收目标光谱。 0022 上述的多色仪也可以由入射狭缝与集分光和聚光能力为一体的凹面光栅组成， 凹 面光栅是在高。
30、反射金属凹面上刻划一系列平行线构成的反射式衍射光栅， 同时具有分光和 聚光能力。 入射光辐射经入射狭缝入射凹面光栅， 凹面光栅对其色散分光， 并将目标光谱聚 焦成像至导光装置的输入端， 不仅可以实现前置分光装置的色散分光功能， 还可以缩小光 谱测量装置的整体尺寸。 0023 作为一种技术方案， 所述的阵列光谱仪包括第二转动色散系统， 第二转动色散系 统按各段光谱的输入时序转动， 对所输入的各段光谱进行分光测量。阵列光谱仪第二转动 色散系统的转动与导光装置输入光谱的切换同步， 例如， 当导光装置的输入光谱通过其输 入端的移动进行切换时， 输入端每次移动， 第二转动色散系统即转动一个角度， 对该时。
31、刻导 光装置输入阵列光谱仪的该段光谱进行二次分光。 当导光装置的输入光谱通过开关装置进 行切换时， 开关装置的切换与第二转动色散系统的转动同步， 由阵列光谱仪对该时刻导光 装置输入光谱仪的该段光谱进行二次分光测量。 此时， 前置分光装置可以为多色仪， 将目标 光谱一次成像， 各输入端移动， 或沿目标光谱成像方向排列， 按波长接收各段光谱。 0024 当前置分光装置为包括第一转动色散系统的单色仪时， 第二转动色散系统与第一 转动色散系统同步转动， 按时序对输入阵列光谱仪的各段光谱进行二次分光， 可以获得更 高的分辨率和更好的成像质量。 0025 综上所述， 本发明在阵列光谱仪的输入端之前设置前置。
32、分光装置和导光装置， 利 用前置分光装置对入射光辐射进行色散分光， 并利用导光装置将目标光谱从入射光辐射的 光谱中分离， 将其整体或者分段输入阵列光谱仪， 并对目标光谱进行分段或者时序测量， 有 效避免了各测量光谱的带外杂散光。同时， 本发明还可以使用光纤式的导光装置方便有效 地提取目标光谱， 并通过对光纤输入端和输出端进行合理排布， 进一步改善目标光谱的接 收效率以及光谱测量装置的杂散光和成像质量， 具有设计巧妙、 杂散光低、 应用灵活和测量 准确度高等特点。 附图说明 0026 图 1 本发明实施例 1 的结构示意图 图 2 本发明前置分光装置的结构示意图 图 3 本发明实施例 1 中的光。
33、狭缝示意图 图 4 本发明实施例 2 的结构示意图 1-前置分光装置 ； 2-导光装置 ； 21-输入端 ； 22-输出端 ； 3-阵列光谱仪 ； 4-入射狭缝 ； 5-准直装置 ； 6-光栅 ； 7-聚焦成像装置 ； 8-入射光辐射 ； 9-目标光谱 ； 10-前置分光装置的 像面 ； 11- 光狭缝 ； 12- 第一转动色散系统 ； 13- 第二转动色散系统。 具体实施方式 0027 实施例 1 说 明 书 CN 103575397 A 7 6/6 页 8 如图 1 所示的一种光谱测量装置， 包括前置分光装置 1、 导光装置 2 和 5 台阵列光谱仪 3( 分别记为 31， 32， 33，。
34、 34 和 35)。 0028 如图 2 所示， 前置分光装置 1 由入射狭缝 4、 准直装置 5、 光栅 6 和聚焦成像装置 7 组成。入射光辐射 8 的光谱范围为 （200-800） nm， 所需测量的目标光谱 9 的波段范围为 （200-250） nm。入射光辐射 8 由入射狭缝 4 入射准直装置 5， 经准直装置 5 后平行入射光栅 6， 光栅 6 将入射光辐射 8 分光， 聚焦成像装置 7 将入射光辐射 8 的光谱成像至前置分光装 置 1 的像面 10 上。 0029 导光装置 2 由多根光纤组成， 且其输入端 21 排列于前置分光装置 1 的像面 10 上， 接收 （200-250。
35、） nm 范围内的目标光谱 9。导光装置 2 具有 5 个输出端 22（分别记为 221、 222、 223、 224 和 225） ， 将输入端 21 所接收的目标光谱 9 分成 5 段 （分别记为 91、 92、 93、 94 和 95） ， 并将各段光谱分别输入 5 台阵列光谱仪 3， 各输出端 22 根据光纤的输出波段编排， 以实现目标光谱 9 的分段 ： 导光装置 2 的第一输出端 221 将 （200-210） nm 的光谱 91 输入第 一阵列光谱仪 31， 导光装置 2 的第二输出端 222 将 （210-220） nm 的光谱 92 输入第二光谱 仪 32， 导光装置 2 的。
36、第三输出端 223 将 （220-230） nm 的光谱 93 输入第三光谱仪 33， 导光装 置 2 的第四输出端 224 将 （230-240） nm 的光谱 94 输入第三光谱仪 34， 导光装置 2 的第五 输出端 225 将 （240-250） nm 的光谱 95 输入第三光谱仪 35， 5 台阵列光谱仪 3 同时测量各波 段的光谱， 不仅有效避免了各测量波段的带外杂散光， 大幅提高测量准确度， 而且 5 段光谱 同时测量， 可进一步提高测量效率。 0030 上述的导光装置 2 的各输出端 22 均被排列成光狭缝 11， 且分别为一台阵列光谱 仪 3 的入射狭缝， 可进一步校正阵列光。
37、谱仪 3 的像差， 提高其成像质量， 进而提升光谱测量 装置的整体性能。 0031 实施例 2 本实施例与实施例1所不同的是， 仅包括一台阵列光谱仪3， 所述的导光装置2为狭缝， 所述的前置分光装置 1 为包括第一转动色散系统 12 的单色仪， 所述的阵列光谱仪 3 包括第 二转动色散系统 13。 0032 入射光辐射 8 经入射狭缝 4 入射准直装置 5， 经准直装置 5 后平行入射第一转 动色散系统 12， 第一转动色散系统 12 对入射光辐射 8 进行色散分光， 聚焦成像装置 7 将 （200-210） nm 的光谱 91 成像至狭缝， 由狭缝输入阵列光谱仪 3， 经第二转动色散系统 1。
38、3 对 光谱 91 进行二次分光， 并由阵列光谱仪 3 测量获得光谱 91 的信号。光谱 91 测量完毕后， 第一转动色散系统 12 转动至下一位置， 入射光辐射 8 经其色散分光， 聚焦成像装置 7 将 （210-220） nm 的光谱 92 成像至狭缝， 由狭缝输入阵列光谱仪 3， 经第二转动色散系统 13 对 光谱 92 进行二次分光， 并由阵列光谱仪 3 测量获得光谱 92 的信号。依此类推， 完成所需测 量波段 （200-250） nm 目标光谱 9 的逐段测量， 有效避免非测量波段以外的杂散光。 说 明 书 CN 103575397 A 8 1/3 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103575397 A 9 2/3 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 103575397 A 10 3/3 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 103575397 A 11 。