光谱测量光谱仪波长标定测试方法
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光谱测量——光谱仪波长标定测试方法
波长准确性是评价光谱仪的重要指标,可以通过使用标准光源对其进行测试和校准。
最常用的标准光源是汞氩灯(指低压汞灯,区别于常用于照明的高压汞灯),其发光光谱为数个尖锐的峰构成,每个峰对应的波长都有理论值且光谱宽度可以认为是0,所以非常适合做光谱仪的测试和标定。汞和几种惰性气体(氖、氩、氪、氙)可以分别独立或组合作为标准光源,其适合的波长范围如下表。
元素 | 强谱线的波长范围 | 应用 |
汞 | 253-579nm | 紫外到可见光范围,常和其他惰性气体复合光源。黄色双线576.960nm和579.066nm可测试光谱仪的分辨能力 |
氖 | 341-1152nm | 可见光到近红外范围,黄色双线588.995nm和589.592nm可测试光谱仪的分辨能力 |
氩 | 696-1694nm | 在近红外区域集中散布,常和汞复合 |
氪 | 427-2190nm | 应用较少 |
氙 | 452-1984nm | 红外光校准,光通信系统的光纤和探测器测试 |
以上罗列的光源可以用于测试光谱仪的波长准确性,还可以用于光谱仪的标定和校准。对于使用光栅分光的光谱仪来说,不同波长的光照射在线传感器上,其位置与波长的关系并不是线性的。以海洋光学的光谱仪为例,其校准使用的是三阶多项式拟合,来确定波长与位置关系:
其中p为不同波长对应的像素位置,I、c1、c2、c3为待拟合的常量。