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光谱仪测试标定方法、装置及设备

文献发布时间:2024-04-18 20:01:30


光谱仪测试标定方法、装置及设备

技术领域

本申请属于光谱仪测试领域,尤其涉及一种光谱仪测试标定方法、装置及设备。

背景技术

光谱仪是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器,通过光谱仪对光信息的抓取和分析以获得测试物品中含有元素成分和比例,从而被广泛应用于空气污染、水污染、食品卫生和金属工业等的检测中。其中,极紫外光谱仪作为光谱仪中的一种,是在极紫外光谱波段广泛应用的研究工具,可用于核聚变实验堆等离子体光谱的探测、量子器件的缺陷诊断、光刻机领域的光源诊断等先进研究,因此,极紫外光谱仪的准确性、稳定性显得尤为重要,同时极紫外光谱仪的效率也是其重要的指标之一,对测试研究具有重要意义。

然而,目前在对极紫外光谱仪的波长进行标定时,通常采用氖灯作为标准光源,即从极紫外光谱仪可以检测到的波长范围获得测量氖灯所产生的特定光谱线开始,然后记录这些特定光谱线对应的像素值,最后采用多项式拟合方法获得波长标定曲线,从而将整个像素与波长一一映射,实现波长的标定。然而由于使用不同的氖灯的强度会有所差异,无法确认通过使用氖灯标定所得到极紫外光谱仪的波长曲线的可靠性,导致存在波长标定结果不准确的可能性。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请提出一种光谱仪测试标定方法、装置及设备,通过增加了光谱仪对同步辐射光源的测量,以获得新的实验数据,并利用对实验数据判断通过氖灯光源所拟合的波长标定曲线的可靠性,从而确保该氖灯光源所获得波长标定准确,提高光谱仪使用的可靠性。

第一方面,本申请提供了一种光谱仪测试标定方法,该方法包括:

获得光谱仪的波长标定曲线,所述波长标定曲线是通过所述光谱仪测量氖灯光源所得;

获得所述光谱仪的实验数据,所述实验数据是通过所述光谱仪测量同步辐射光源所得,所述实验数据包括多个实际波长值以及各所述实际波长值对应的实际像素值;

依次根据各所述实际像素值对所述波长标定曲线进行计算,以获得各所述实际像素值对应的参考波长值;

对各所述实际像素值对应的所述参考波长值和所述实际波长值进行差值运算,得到第一差值集合,若所述第一差值集合中的所有差值均位于第一预设范围内,则判断波长标定成功。

根据本申请的光谱仪测试标定方法,通过增加了光谱仪对同步辐射光源的测量,以获得新的实验数据,并利用对实验数据判断通过氖灯光源所拟合的波长标定曲线的可靠性,从而确保该氖灯光源所获得波长标定准确,提高光谱仪使用的可靠性。

根据本申请的一个实施例,所述获得光谱仪的波长标定曲线,包括:

控制所述氖灯光源照射至所述光谱仪,以获得实际能谱图;

根据实际能谱图确定多个所述参考波长值,并记录每个所述参考波长值对应的参考像素值;

选取多个所述参考波长值和该参考波长值对应的参考像素点进行多项式拟合,得到的拟合曲线作为所述波长标定曲线。

根据本申请的一个实施例,所述得到第一差值集合,之后还包括:

若所述第一差值集合中的至少一个差值不位于所述第一预设范围内,则判断波长标定失败。

根据本申请的一个实施例,所述获得所述光谱仪的实验数据,之前还包括:

获得各所述参考波长值对应的第一波长分辨率;

所述获得所述光谱仪的实验数据,之后还包括:

获得各实际波长值对应的第二波长分辨率,所述第一波长分辨率和所述第二波长分辨率一一对应;

对各所述第一波长分辨率和对应的所述第二波长分辨率进行差值运算,得到第二差值集合,若所述第二差值集合中的所有差值均位于第二预设范围内,则判断分辨率标定成功。

根据本申请的一个实施例,所述获得所述光谱仪的实验数据,之后还包括:

获得所述光谱仪的效率曲线,所述效率曲线包括多个所述实际波长值以及各所述实际波长值对应的探测效率。

根据本申请的一个实施例,所述获得所述光谱仪的实验数据,包括:

控制所述同步辐射光源照射在光电二极管上,并使单色器开始进行单色光波长扫描,获得每个实际波长值的入射强度;

控制所述光谱仪工作,使单色器开始进行单色光波长扫描,获得每个实际波长值的出射强度和实际像素值;

根据各所述实际波长值的入射强度和出射强度,获得各实际波长值对应的探测效率。

根据本申请的一个实施例,所述控制所述光谱仪工作,之后还包括:

关闭光谱仪的狭缝,获得各所述实际波长值对应的背底强度;

打开光谱仪的狭缝;

所述根据各所述实际波长值的入射强度和出射强度,获得各实际波长值对应的探测效率:

根据各所述实际波长值的出射强度和所述背底强度,获得各波长对应的实际强度;

根据各所述实际波长值对应的所述实际强度和所述入射强度,获得各波长对应的标定效率。

根据本申请的一个实施例,所述获得每个实际波长值的入射强度,之后还包括:

从所有的实际波长值中选择入射强度最大的作为目标波长值;

关闭光电二极管并打开光谱仪,使单色器射出所述目标波长值的单色光;

确定所述光谱仪的采集时间,其中,所述各实际波长值对应的出射强度是所述光谱仪的探测器基于所述采集时间所得。

根据本申请的一个实施例,所述控制所述同步辐射光源照射在光电二极管上,之前还包括:

对所述同步辐射光源进行准直处理。

根据本申请的一个实施例,所述对所述同步辐射光源进行准直处理,之前还包括:

获得所述光谱仪测量氖灯光源时的仪器参数作为目标参数;

沿光路的传输方向依次布置所述同步辐射光源、单色器、光电二极管以及所述光谱仪;

调整所述光谱仪的仪器参数至目标参数。

第二方面,本申请提供了一种光谱仪测试标定装置,该装置包括:

第一获得模块,用于获得光谱仪的波长标定曲线,所述波长标定曲线是通过所述光谱仪测量氖灯光源所得;

第二获得模块,用于获得所述光谱仪的实验数据,所述实验数据是通过所述光谱仪测量同步辐射光源所得,所述实验数据包括多个实际波长值以及各所述实际波长值对应的实际像素值;

判断模块,用于对依次根据各所述实际像素值对所述波长标定曲线进行计算,以获得各所述实际像素值对应的参考波长值;所述判断模块还用于对各所述实际像素值对应的所述参考波长值和所述实际波长值进行差值运算,得到第一差值集合,其中:用于若所述第一差值集合中的所有差值均位于第一预设范围内,则判断波长标定成功。

根据本申请的光谱仪测试标定装置,通过增加了光谱仪对同步辐射光源的测量,以获得新的实验数据,并利用对实验数据判断通过氖灯光源所拟合的波长标定曲线的可靠性,从而确保该氖灯光源所获得波长标定准确,提高光谱仪使用的可靠性。

第三方面,本申请提供了一种光谱仪测试标定设备,该光谱仪测试标定设备包括:

同步辐射光源;

沿光路的传输方向依次设置的单色器和光电二极管;以及

如上所述的光谱仪测试标定装置。

根据本申请的光谱仪测试标定设备,通过增加了光谱仪对同步辐射光源的测量,以获得新的实验数据,并利用对实验数据判断通过氖灯光源所拟合的波长标定曲线的可靠性,从而确保该氖灯光源所获得波长标定准确,提高光谱仪使用的可靠性。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1是本申请实施例提供的光谱仪测试标定方法的流程示意图;

图2是本申请实施例提供的根据各第一差值集合生成的差值曲线的示意图;

图3是本申请实施例提供的光谱仪测量氖灯光源获得的实际能谱图;

图4是本申请实施例提供的一个实际波长值对应的光谱图;

图5是本申请实施例提供的效率曲线的示意图;

图6是本申请实施例提供的关闭光谱仪的狭缝获得的能谱图;

图7是本申请实施例提供的光谱仪测试标定装置的结构示意图;

图8是本申请实施例提供的光谱仪测试标定设备的结构示意图;

图9是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图;

图10是本申请实施例提供的电子设备的硬件示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施,且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类,并不限定对象的个数,例如第一对象可以是一个,也可以是多个。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图,通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的光谱仪测试标定方法、光谱仪测试标定装置600、光谱仪测试标定设备、电子设备和可读存储介质进行详细地说明。

其中,光谱仪测试标定方法可应用于终端,具体可由,终端中的硬件或软件执行。

该终端包括但不限于具有触摸敏感表面(例如,触摸屏显示器和/或触摸板)的移动电话或平板电脑等便携式通信设备。还应当理解的是,在某些实施例中,该终端可以不是便携式通信设备,而是具有触摸敏感表面(例如,触摸屏显示器和/或触摸板)的台式计算机。

以下各个实施例中,描述了包括显示器和触摸敏感表面的终端。然而,应当理解的是,终端可以包括诸如物理键盘、鼠标和控制杆的一个或多个其它物理用户接口设备。

本申请实施例提供的光谱仪测试标定方法,该光谱仪测试标定方法的执行主体可以为电子设备或者电子设备中能够实现该光谱仪测试标定方法的功能模块或功能实体,本申请实施例提及的电子设备包括但不限于手机、平板电脑、电脑、相机和可穿戴设备等,下面以电子设备作为执行主体为例对本申请实施例提供的光谱仪测试标定方法进行说明。

如图1所示,该光谱仪测试标定方法包括:步骤110、步骤120、步骤130和步骤140。

步骤110、获得光谱仪的波长标定曲线,波长标定曲线是通过光谱仪测量氖灯光源所得。

需要说明的是,氖灯光源是一种通过高压激发特征谱线的标准光源,其能在5纳米(Nanometer,nm)到20nm波长范围内提供特征能谱图。可以理解的是,光谱仪测量氖灯光源仪获得波长标定曲线的步骤和原理属于本领域的公知常识,本实施例对此不做具体阐述。

本实施例中,光谱仪的类型包括但不限于极紫外光谱仪。

可以理解的是,由于波长标定曲线是通过多项式拟合的方式获得的,且氖灯光源在5-20nm波长范围内所发出的特征谱线数量有限,故而需要通过确定波长标定曲线拟合的准确性从而确定该氖灯光源标定方法的可靠性,以便后续利用同一氖灯光源对其他的光谱仪进行波长标定。

步骤120、获得光谱仪的实验数据,实验数据是通过光谱仪测量同步辐射光源701所得,实验数据包括多个实际波长值以及各实际波长值对应的实际像素值。

需要说明的是,同步辐射光源701是指产生同步辐射的物理装置,它是一种利用相对论性电子(或正电子)在磁场中偏转时产生同步辐射的高性能新型强光源。由于其可产生波长值精确的单色光,从而能获得实际上各波长值的单色光通过光谱仪获得的像素值,进而对通过氖灯光源所获得的波长标定曲线的准确度进行判断。

步骤130、依次根据各实际像素值对波长标定曲线进行计算,以获得各实际像素值对应的参考波长值。

需要说明的是,由于波长标定曲线是用于表示波长和像素之间的映射关系,利用实际波长值和实际像素值是已知且准确的,从而获得通过波长标定曲线所获得的各实际像素值对应的参考波长值,利用参考波长值和实际波长值进行比较,以确定所拟合的波长标定曲线的可靠性,进而判断出利用该氖灯光源进行波长标定是否可靠。

步骤140、对各实际像素值对应的参考波长值和实际波长值进行差值运算,得到第一差值集合,若第一差值集合中的所有差值均位于第一预设范围内,则判断波长标定成功。

可以理解的是,若各个差值均位于第一预设范围内,则说明通过氖灯光源对光谱仪进行波长标定是准确可靠的。需要说明的是,第一预设范围的具体数值可根据实际需求进行调整,本实施例对此不做具体限制。示例性地,第一预设范围具体可以为[-0.02,0.08]。

结合图2所示,其示例性地示出了一种根据各第一差值集合生成的差值曲线的示意图,横坐标为波长,纵坐标为差值。结合图2所示,针对16nm的波长所获得的差值约为0.005,其位于第一预设范围内,说明利用该氖灯光源对16nm的波长的标定效率较为准确。

根据本申请实施例提供的光谱仪测试标定方法,通过增加了光谱仪对同步辐射光源701的测量,以获得新的实验数据,并利用对实验数据判断通过氖灯光源所拟合的波长标定曲线的可靠性,从而确保该氖灯光源所获得波长标定准确,提高光谱仪使用的可靠性。

在一些实施例中,步骤140中得到第一差值集合,之后还包括:

若第一差值集合中的至少一个差值不位于第一预设范围内,则判断波长标定失败。

可以理解的是,当存在差值不位于第一预设范围内,则反映了通过氖灯光源所拟合的波长标定曲线精度较低,进而反映了用该氖灯光源的测试数据进行标定的方法不够准确,需要进行算法或者测试方法等的改进。

在一些实施例中,步骤110中的获得光谱仪的波长标定曲线,包括:

控制氖灯光源照射至光谱仪,以获得实际能谱图;

根据实际能谱图确定多个参考波长值,并记录每个参考波长值对应的参考像素值;

选取多个参考波长值和该参考波长值对应的参考像素点进行多项式拟合,得到的拟合曲线作为波长标定曲线。

结合图3所示,其示例性地示出了光谱仪测量氖灯光源获得的实际能谱图,横坐标表示像素值,纵坐标表示光照强度,基于测量氖灯光源所得的波长范围在5~20nm,以及公知的在5~20nm中存在的参考波长值以及图3中各个波峰从而确定出各个参考波长值,以及各参考波长值对应的像素值和光照强度。

随后从中选择三个参考波长值以及对应的参考像素值,根据拟合波长标定曲线公式λ=a+b×pixel+c×pixel

在一些实施例中,步骤120中获得光谱仪的实验数据,之前还包括:

获得各参考波长值对应的第一波长分辨率。

可以理解的是,结合图3所示,其示例性地示出了光谱仪测量氖灯光源获得的实际能谱图,横坐标表示像素值,纵坐标表示光照强度,基于图3中各个波峰从而确定出各个参考波长值,通过对实际能谱图内的各个波峰的半高宽进行拟合以及各参考波长值对应的第一波长分辨率。

步骤120中获得光谱仪的实验数据,之后还包括:

获得各实际波长值对应的第二波长分辨率,第一波长分辨率和第二波长分辨率一一对应;

对各第一波长分辨率和对应的第二波长分辨率进行差值运算,得到第二差值集合,若第二差值集合中的所有差值均位于第二预设范围内,则判断分辨率标定成功;若第二差值集合中的至少一个差值不位于第二预设范围内,则判断分辨率标定失败。

可以理解的是,由于各个实际波长值都有对应的光谱图,结合图4所示,该光谱图中的横坐标表示波长值,纵坐标表示光照强度,通过对光谱图内的峰的半高宽进行拟合,进而便可获得该光谱图对应的实际波长值对应的波长分辨率。

需要说明的是,由于参考波长值和实际波长值是一一对应的,故参考波长值对应的第一波长分辨率和实际波长值对应的第二波长分辨率也是一一对应的,从而可以判断氖灯光源获得的波长分辨率是否可靠。

可以理解的是,若各个差值均位于第二预设范围内,则说明通过氖灯光源对光谱仪进行分辨率标定是准确可靠的。当存在差值不位于第二预设范围内,则反映了通过氖灯光源所标定的波长分辨率精度较低,进而反映了用该氖灯光源的测试数据进行标定的方法不够准确,需要进行算法或者测试方法等的改进。需要说明的是,第二预设范围的具体数值可根据实际需求进行调整,本实施例对此不做具体限制。

相关技术中,在标定光谱仪(比如极紫外光谱仪)本身的效率时,由于氖灯光源强度稳定性不高,因此无法确认通过氖灯光源标定所得到极紫外光谱仪的效率的可靠性,导致效率标定极少进行,缺乏相关数据。

在一些实施例中,步骤140中获得光谱仪的实验数据,之后还包括:

获得光谱仪的效率曲线,效率曲线包括多个实际波长值以及各实际波长值对应的探测效率。

可以理解的是,由于探测效率和光源的光照强度有关,而氖灯光源的强度不可控,故而无法获得探测效率,进而利用光照强度可控且准确的同步辐射光源701获得探测效率,以便提高对光谱仪的性能了解,便于后续光谱仪的使用。结合图5所示,其示例性地示出了一种效率曲线的示意图,横坐标表示波长,纵坐标表示探测效率,从图中可以看出,光谱仪探测16nm的波长的效率为20.5%。

在一些实施例中,步骤120中的获得光谱仪的实验数据,具体包括步骤121、步骤122和步骤123。

步骤121、控制同步辐射光源701照射在光电二极管上,并使单色器开始进行单色光波长扫描,获得每个实际波长值的入射强度。

可以理解的是,考虑到同步辐射光源701的强度会随不同波长的强度会有所不同,通过使同步辐射光源701直接照射在光电二极管(即光电二极管处于同步辐射光源701的光路传播方向上),并利用单色器将同步辐射光源701色散为按波长排列的单色光,从而使光电二极管获得每个实际波长值的单色光的入射强度,保证了后续获得各实际波长值波长对应的实际像素值、波长分辨率和探测效率的精确性。

步骤122、控制光谱仪工作,使单色器开始进行单色光波长扫描,获得每个实际波长值的出射强度和实际像素值。

可以理解的是,当获得各个实际波长值对应的入射强度后,关闭光电二极管(即光电二极管不处于同步辐射光源701的光路传播方向上),并利用单色器将同步辐射光源701色散为按实际波长值波长排列的单色光并使光谱仪的探测器依次进行接收,从而使探测器获得对应实际波长值的出射强度。示例性地,结合图4所示,可以看出约为13.5nm的实际波长值的出射强度为1.52×10

步骤123、根据各实际波长值的入射强度和出射强度,获得各实际波长值对应的探测效率。可以理解的是,通过计算出射强度和入射强度的比值便可获得实际波长值对应的标定效率。随后通过设置横坐标为波长以及纵坐标为探测效率的坐标轴,并将各点(即代表在测量同步辐射光源701下的各实际波长值的探测效率)进行连线,得到效率曲线。

在一些实施例中,步骤122中的控制光谱仪工作,之后还包括:

关闭光谱仪的狭缝,获得各实际波长值对应的背底强度;

打开光谱仪的狭缝。

可以理解的是,考虑到光谱仪自身存在一定的透光性能,故通过获得光谱仪自带的各实际波长值对应的背底强度,从而进一步地提高获得的效率曲线的精确度。需要说明的是,光谱仪的狭缝和探测器均属于本领域的公知常识,在此不做具体解释。

需要说明的是,结合图6所示,其示例性地示出了关闭光谱仪的狭缝获得的能谱图,横坐标表示像素值,纵坐标表示光照强度,根据各个波峰从而确定出各个实际波长值对应的背底强度。

在一些实施例中,步骤123中根据各实际波长值的入射强度和出射强度,获得各实际波长值对应的探测效率,包括:

步骤1231、根据各实际波长值的出射强度和背底强度,获得各实际波长值对应的实际强度。

可以理解的是,假设13.5nm的波长的出射强度为1.52×10

步骤1232、根据各实际波长值对应的实际强度和入射强度,获得各实际波长值对应的探测效率。

可以理解的是,假设13.5nm的实际波长值的入射强度为5.56×10

在一些实施例中,获得各实际波长值对应的探测效率,还包括:

获得光电二极管的效率参数η1,获得探测效率,其中:探测效率η=(I3-I2)/(I1/η1)。

需要说明的是,I3为出射强度,I2为背底强度,I1为入射强度。

在一些实施例中,步骤121中的获得每个实际波长值的入射强度,之后还包括:之后还包括:

从所有的实际波长值中选择入射强度最大的作为目标波长值;

关闭光电二极管并打开光谱仪,使单色器射出目标波长值的单色光;

确定光谱仪的采集时间,其中,各实际波长值对应的出射强度是光谱仪的探测器基于采集时间所得。

可以理解的是,考虑到探测器吸收不同实际波长值的单色光所需的时间不同,为了防止探测器过度曝光和饱和,故需要确定探测器在吸收最大入射强度的单色光所需的时间。即在单色器射出目标波长值的单色光至探测器上时,通过从小至大不断调整探测器的曝光时间以确定探测器处于饱和时的当前曝光时间t,进而得到采集时间T=t-△t,其中△t为每次调整探测器的曝光时间的单位时间。示例性地,t=0.4s,△t=0.1s,T=0.4s-0.1s=0.3s。

在一些实施例中,步骤121的控制同步辐射光源701照射在光电二极管上,之前还包括:

对同步辐射光源701进行准直处理。

可以理解的是,通过对同步辐射光源701进行准直处理,从而确保同步辐射光源701在经过单色器后能照射在探测器上,确保能获得实际像素值、波长分辨率以及效率曲线。

本实施例中,对同步辐射光源701进行准直处理包括:

关闭光电二极管(即光电二极管不处于同步辐射光源701的光路传播方向上),调整同步辐射光源701的光源参数和光谱仪的位姿直至探测器能获得同步辐射光源701的强度。需要说明的是,光源参数包括但不限于光通量、照度、光强、亮度、色温和显色性等。

在一些实施例中,对同步辐射光源701进行准直处理,之前还包括:

获得光谱仪测量氖灯光源时的仪器参数作为目标参数;

沿光路的传输方向依次布置同步辐射光源701、单色器、光电二极管以及光谱仪;

调整光谱仪的仪器参数至目标参数。

可以理解的是,通过使光谱仪的仪器参数在获得波长标定曲线和实际像素值时均为目标参数,进一步地减少进行对比时的干扰误差,提高精确度。

需要说明的是,目标参数包括但不限于探测器的型号、探测器的制冷温度、狭缝开度大小和探测器位置。在光谱仪测量氖灯光源时,探测器位置是指探测器和氖灯光源之间的距离;在光谱仪测量同步辐射光源701时,探测器位置是指探测器和同步辐射光源701之间的距离。

整个光谱仪测试标定方法包括以下步骤:

获得光谱仪的波长标定曲线以及各参考波长值对应的第一波长分辨率;

获得光谱仪测量氖灯光源时的仪器参数作为目标参数;

沿光路的传输方向依次布置同步辐射光源701、单色器、光电二极管以及光谱仪;

调整光谱仪的仪器参数至目标参数;

对同步辐射光源701进行准直处理;

控制同步辐射光源701照射在光电二极管上,并使单色器开始进行单色光波长扫描,获得每个实际波长值的入射强度;

从所有的实际波长值中选择入射强度最大的作为目标波长值;

关闭光电二极管并打开光谱仪,使单色器射出目标波长值的单色光至探测器;

确定光谱仪的采集时间;

控制光谱仪工作并关闭光谱仪的狭缝,获得各实际波长值对应的背底强度;

打开光谱仪的狭缝;

使单色器开始进行单色光波长扫描,获得每个实际波长值的出射强度和实际像素值;

依次根据各实际像素值对波长标定曲线进行计算,以获得各实际像素值对应的参考波长值;

对各实际像素值对应的参考波长值和实际波长值进行差值运算,得到第一差值集合,若第一差值集合中的所有差值均位于第一预设范围内,则判断波长标定成功;若第一差值集合中的至少一个差值不位于第一预设范围内,则判断波长标定失败;

获得各实际波长值对应的第二波长分辨率;

对各第一波长分辨率和对应的第二波长分辨率进行差值运算,得到第二差值集合,若第二差值集合中的差值均位于第二预设范围内,则判断分辨率标定成功;若第二差值集合中的至少一个差值不位于第二预设范围内,则判断分辨率标定失败;

根据各实际波长值对应的出射强度和背底强度,获得各实际波长值对应的实际强度;

根据各实际波长值对应的实际强度和入射强度,获得各实际波长值对应的标定效率;

根据各实际波长值以及各实际波长值对应的探测效率绘制效率曲线。

本申请实施例提供的光谱仪测试标定方法,执行主体可以为光谱仪测试标定装置600。本申请实施例中以光谱仪测试标定装置600执行光谱仪测试标定方法为例,说明本申请实施例提供的光谱仪测试标定装置600。

本申请实施例还提供一种光谱仪测试标定装置600。

如图7所示,该光谱仪测试标定装置600包括:第一获得模块610、第二获得模块620和判断模块630。第一获得模块610用于获得光谱仪的波长标定曲线,波长标定曲线是通过光谱仪测量氖灯光源所得;第二获得模块620,用于获得光谱仪的实验数据,实验数据是通过光谱仪测量同步辐射光源701所得,实验数据包括多个实际波长值以及各实际波长值对应的实际像素值;判断模块630用于对依次根据各实际像素值对波长标定曲线进行计算,以获得各实际像素值对应的参考波长值;判断模块630还用于对各实际像素值对应的参考波长值和实际波长值进行差值运算,得到第一差值集合,其中:用于若第一差值集合中的所有差值均位于第一预设范围内,则判断波长标定成功。

根据本申请实施例提供的光谱仪测试标定装置600,通过增加了光谱仪对同步辐射光源701的测量,以获得新的实验数据,并利用对实验数据判断通过氖灯光源所拟合的波长标定曲线的可靠性,从而确保该氖灯光源所获得波长标定准确,提高光谱仪使用的可靠性。

在一些实施例中,判断模块630用于在得到曲线第一差值集合之后,还包括用于:若第一差值集合中的至少一个差值不位于第一预设范围内,则判断波长标定失败。

在一些实施例中,第一获得模块610用于获得光谱仪的波长标定曲线,包括:

控制氖灯光源照射至光谱仪,以获得实际能谱图;

根据实际能谱图确定多个参考波长值,并记录每个参考波长值对应的参考像素值;

选取多个参考波长值和该参考波长值对应的参考像素点进行多项式拟合,得到的拟合曲线作为波长标定曲线。

在一些实施例中,第一获得模块610还用于获得各参考波长值对应的第一波长分辨率,第二获得模块620还用于获得各实际波长值对应的波长分辨率;判断模块630还用于对各第一波长分辨率和对应的第二波长分辨率进行差值运算,得到第二差值集合,若第二差值集合中的所有差值均位于第二预设范围内,则判断分辨率标定成功;若第二差值集合中的至少一个差值不位于第二预设范围内,则判断分辨率标定失败。

在一些实施例中,第二获得模块620用于获得光谱仪的实验数据之后,还用于获得光谱仪的效率曲线,效率曲线包括多个实际波长值以及各实际波长值对应的探测效率。

在一些实施例中,第二获得模块620用于获得实验数据,包括以下步骤:

控制同步辐射光源701照射在光电二极管上,并使单色器开始进行单色光波长扫描,获得每个实际波长值的入射强度;

控制光谱仪工作,使单色器开始进行单色光波长扫描,获得每个实际波长值的出射强度和实际像素值;

根据各实际波长值的入射强度和出射强度,获得各实际波长值对应的探测效率。

在一些实施例中,第二获得模块620用于控制光谱仪工作,之后还包括:

关闭光谱仪的狭缝,获得各实际波长值对应的背底强度;

打开光谱仪的狭缝;

根据各实际波长值的入射强度和出射强度,获得各实际波长值对应的探测效率:

根据各实际波长值的出射强度和背底强度,获得各波长对应的实际强度;

根据各实际波长值对应的实际强度和入射强度,获得各波长对应的标定效率。

在一些实施例中,第二获得模块620用于获得每个实际波长值的入射强度,之后还包括:

从所有的实际波长值中选择入射强度最大的作为目标波长值;

关闭光电二极管并打开光谱仪,使单色器射出目标波长值的单色光;

确定光谱仪的采集时间,其中,各实际波长值对应的出射强度是光谱仪的探测器基于采集时间所得。

在一些实施例中,第二获得模块620用于控制同步辐射光源701照射在光电二极管上,之前还包括:

对同步辐射光源701进行准直处理。

在一些实施例中,第二获得模块620用于对同步辐射光源701进行准直处理,之前还包括:

获得光谱仪测量氖灯光源时的仪器参数作为目标参数;

沿光路的传输方向依次布置同步辐射光源701、单色器、光电二极管以及光谱仪;

调整光谱仪的仪器参数至目标参数。

本申请实施例中的光谱仪测试标定装置600可以是电子设备,也可以是电子设备中的部件,例如集成电路或芯片。该电子设备可以是终端,也可以为除终端之外的其他设备。示例性的,电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、移动上网装置(Mobile Internet Device,MID)、增强现实(augmented reality,AR)/虚拟现实(virtual reality,VR)设备、机器人、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobilepersonal computer,UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant,PDA)等,还可以为服务器、网络附属存储器(Network Attached Storage,NAS)、个人计算机(personal computer,PC)、电视机(television,TV)、柜员机或者自助机等,本申请实施例不作具体限定。

本申请实施例中的光谱仪测试标定装置600可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为微软(Windows)操作系统,可以为安卓(Android)操作系统,可以为IOS操作系统,还可以为其他可能的操作系统,本申请实施例不作具体限定。

本申请实施例提供的光谱仪测试标定装置600能够实现图1至图6的方法实施例实现的各个过程,为避免重复,这里不再赘述。

本申请实施例还提供了一种光谱仪测试标定设备。

如图8所示,光谱仪测试标定设备包括同步辐射光源701、单色器、光电二极管和上述的光谱仪测试标定装置600;其中,单色器和光电二极管沿光路的传输方向依次设置。

根据本申请实施例提供的光谱仪测试标定设备,通过增加了光谱仪对同步辐射光源701的测量,以获得新的实验数据,并利用对实验数据判断通过氖灯光源所拟合的波长标定曲线的可靠性,从而确保该氖灯光源所获得波长标定准确,提高光谱仪使用的可靠性。

在一些实施例中,光谱仪测试标定设备还包括聚焦系统和反射率计,聚焦系统和单色器集成设置,反射率计和光电二极管集成设置。即聚焦系统、单色光、反射率计和光电二极管组成计量光束线702,通过将光谱仪与计量光束线702进行对接安装以确保光谱仪测量同步辐射光源701能获得第二标定效率曲线。需要说明的是,聚焦系统、单色光、反射率计和光电二极管均属于本领域的公知常识,本领域对此不做具体说明。

在一些实施例中,光谱仪测试标定设备还包括氖灯光源,用于使光谱仪通过测量氖灯光源获得波长标定曲线。

在一些实施例中,如图9所示,本申请实施例还提供一种电子设备800,包括处理器801、存储器802及存储在存储器802上并可在处理器801上运行的计算机程序,该程序被处理器801执行时实现上述光谱仪测试标定方法实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。

需要说明的是,本申请实施例中的电子设备包括上述的移动电子设备和非移动电子设备。

图10为实现本申请实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。

该电子设备900包括但不限于:射频单元901、网络模块902、音频输出单元903、输入单元904、传感器905、显示单元906、用户输入单元907、接口单元908、存储器909以及处理器910等部件。

本领域技术人员可以理解,电子设备900还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池),电源可以通过电源管理系统与处理器910逻辑相连,从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。图10中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定,电子设备可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置,在此不再赘述。

根据本申请实施例提供的电子设备,通过增加了光谱仪对同步辐射光源701的测量,以获得新的实验数据,并利用对实验数据判断通过氖灯光源所拟合的波长标定曲线的可靠性,从而确保该氖灯光源所获得波长标定准确,提高光谱仪使用的可靠性。

可以理解的是,本申请实施例中,输入单元904可以包括图形处理器(GraphicsProcessing Unit,GPU)9041和麦克风9042,图形处理器9041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。显示单元906可包括显示面板9061,可以采用液晶显示器、有机发光二极管等形式来配置显示面板9061。用户输入单元907包括触控面板9071以及其他输入设备9072中的至少一种。触控面板9071,也称为触摸屏。触控面板9071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其他输入设备9072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆,在此不再赘述。

存储器909可用于存储软件程序以及各种数据。存储器909可主要包括存储程序或指令的第一存储区和存储数据的第二存储区,其中,第一存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序或指令(比如声音播放功能、图像播放功能等)等。此外,存储器909可以包括易失性存储器或非易失性存储器,或者,存储器909可以包括易失性和非易失性存储器两者。其中,非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM,PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM,EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM,EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),静态随机存取存储器(Static RAM,SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM,DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM,SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data Rate SDRAM,DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM,ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synch link DRAM,SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM,DRRAM)。本申请实施例中的存储器909包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

处理器910可包括一个或多个处理单元;处理器910集成应用处理器和调制解调处理器,其中,应用处理器主要处理涉及操作系统、用户界面和应用程序等的操作,调制解调处理器主要处理无线通信信号,如基带处理器。可以理解的是,上述调制解调处理器也可以不集成到处理器910中。

本申请实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质,该非暂态计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述光谱仪测试标定方法实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。

其中,处理器为上述实施例中的电子设备中的处理器。可读存储介质,包括计算机可读存储介质,如计算机只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、磁碟或者光盘等。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述光谱仪测试标定方法。

其中,处理器为上述实施例中的电子设备中的处理器。可读存储介质,包括计算机可读存储介质,如计算机只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、磁碟或者光盘等。

本申请实施例另提供了一种芯片,芯片包括处理器和通信接口,通信接口和处理器耦合,处理器用于运行程序或指令,实现上述光谱仪测试标定方法实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。

应理解,本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。

需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外,需要指出的是,本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能,还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能,例如,可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法,并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外,参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机,计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述,但是本申请并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本申请的启示下,在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本申请的保护之内。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

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