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随着社会的发展和科学的进步,色度的应用越来越受关注。文章对目前国内外色度仪的发展做了总结。发现市场中的色度测量仪器主要分为两类:一类是基于光谱测量的仪器,这种仪器测量精度高,但是由于存在着分光装置,体积较大使用不方便;一类是利用三刺激值滤光片匹配测量,这类仪器体积小,携带方便,但是测量精度较低。为此,开发一种基于光谱的微型便携式色度仪具有重要的意义。为了进一步的探讨色度仪的设计与研制,有必要对色度测量的相关理论做一总结。色度测量的相关物理量,包括颜色的理论、色度学常用的概念、色度学涉及的主要光度学概念、颜色测量的参照标准和均匀颜色空间及色差。一般来说,色度测量主要采用光谱测量和三刺激值两种方法。新型色度仪是基于光纤微型F-P腔干涉理论设计的,为了说明光纤F-P腔干涉特性,对多光束干涉和F-P干涉的理论予以说明。指出多光束干涉是指一组互相平行的、任意两束光之间光程差都相等的同频光束的相干叠加,同时对其干涉的极值和光强分布予以研究。可见,将连续改变F-P腔长并记录每一次输出的干涉强度,再通过傅里叶变换后就能够获取光谱数据。这样基于光纤微型F-P腔色度仪的工作原理为:每一根光纤对应一个腔长不同F-P腔,光通过光纤传导至F-P腔,采用CCD作为每一点的干涉光强探测元件,将采集的光强的信号输送至微处理器。通过适当的处理后将获得色度信息。为了设计最佳的光纤微型F-P腔,分别对空气隙、空芯、内插光纤和微透镜四种腔特性予以分析。同时对光纤端面反射率优化及端面镀膜方法做了重点的研究。通过分析可以看出,光纤和探测器的选用及其微型V型槽的加工方法是仪器设计的重要部分。对于光纤选用单模光纤,探测器选用波长范围在可见光范围的高精度阵列探测器。V型槽的加工主要包括:化学清洗、热氧化生成二氧化硅、化学气相沉积Si3N4、涂胶工艺及光刻和刻蚀工艺。控制系统主要作用是获取检测信号,对信号的快速处理及其信号的显示存储及传输等。系统的装调也是极其重要的部分。由于光纤直径很小,所以整个调整安装过程均在立体显微镜下完成。系统的装调首先将固定基底放置在工作台面上,用五维精密调节架把光纤分别放入V型槽中。由于安装时高度的自由度未被限制,所以可以在光纤上加盖玻璃板,使得高度方向一致。这里为了保证光纤F-P腔的距离,可以采用反馈式方法,在后端用光功率计测试输出光强,根据理论的计算来实现腔长的控制。完成设计后主要是系统的标定及其对光谱获取特性做了研究,经实验证明,此色度仪器具有高的检测精度,完全满足多领域的使用。