CN108037078B - 一种基于矩阵变换的测量材料光学性能的方法及系统 - Google Patents

一种基于矩阵变换的测量材料光学性能的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种基于矩阵变换的测量材料光学性能的方法及系统，其中所述方法包括：S1，获取光强周期性变化的光源在不同电流和不同波长下的光谱分布矩阵；S2，用所述光强周期性变化的光源照射探测器，以获取所述探测器的响应矩阵；S3，用所述光强周期性变化的光源照射测量对象，获取所述探测器的输出信号，并结合所述响应矩阵和所述光谱分布矩阵，获取所述测量对象在不同波长下的光学性能。本发明提供的基于矩阵变换的测量材料光学性能的方法，简化了测量步骤，且该光谱仪的电路简单，使得整个测量系统的成本较低，提高了该方法和系统的实用性。

Description

一种基于矩阵变换的测量材料光学性能的方法及系统
技术领域
本发明涉及光学技术领域，更具体地，涉及一种基于矩阵变换的测量材料光学性能的方法及系统。
背景技术
光作为一种能量流，在穿过介质时，能引起介质的价电子跃迁或影响原子的振动而消耗能量。即使在对光不发生散射的透明介质如玻璃或水溶液中，光也会有能量的损失，即光的吸收。材料的光学性能主要包括对光的折射、反射、吸收、透射以及发光等诸多方面，光学性能与材料的某些应用领域密切相关，比如用作反射镜、光导纤维窗口、透镜、棱镜、滤光镜、激光探测器件等。
现有的测量材料在不同波长处的光学特性，一般有3种方法：一种是基于带通滤光片的光谱仪；一种是基于光栅分光的光谱仪；还有一种是基于傅里叶变换的光谱仪。但是，第一种方法采用的光谱仪只能实现极其有限个的带通波长下的光学特性。第二种和第三种方法采用的光谱仪，则可以实现不同波长下的材料的光学特性。
且对于第一种方法采用的光谱仪而言，为了实现不同波长下的特性测量，需要大量的带通滤光片，并且需要实现分光或者切换，光路复杂。第二种方法采用的光谱仪，则需要光栅或者棱镜或者类似器件作为分光元件，成本较高。第三种方法采用的光谱仪，则需要借助干涉仪来实现傅里叶变换，成本也较高。
发明内容
针对上述的技术问题，本发明提供一种基于矩阵变换的测量材料光学性能的方法及系统。
第一方面，本发明提供一种基于矩阵变换的测量材料光学性能的方法，包括：S1，获取光强周期性变化的光源在不同电流和不同波长下的光谱分布矩阵；S2，用所述光强周期性变化的光源照射探测器，以获取所述探测器的响应矩阵；S3，用所述光强周期性变化的光源照射测量对象，获取所述探测器的输出信号，并结合所述响应矩阵和所述光谱分布矩阵，获取所述测量对象在不同波长下的光学性能。
其中，在所述步骤S1之前还包括：将光谱仪的光源采用周期性变化的电流或电压，以得到所述光强周期性变化的光源。
其中，所述步骤S1具体包括：采用光谱辐射计获取所述光强周期性变化的光源，在不同电流和不同波长下的辐射强度，以得到辐射强度的光谱分布矩阵。
其中，所述S2中获取所述探测器的响应矩阵的步骤包括：用所述光强周期性变化的光源照射探测器，获取所述探测器在不同电流和不同波长下的输出信号，并根据所述输出信号建立第一输出信号矩阵；对所述第一输出信号矩阵和所述光谱分布矩阵进行矩阵变换，获取所述探测器的响应矩阵。
其中，所述S3中获取所述测量对象在不同波长下的光学性能的步骤包括：用所述光强周期性变化的光源照射测量对象，获取所述探测器在一个周期内的输出信号，并根据所述输出信号建立第二输出信号矩阵；对所述第二输出信号矩阵、所述响应矩阵和所述光谱分布矩阵进行矩阵变换，得到测量对象在不同波长下的光谱反射率和/或光谱透射率。
其中，所述步骤S3中根据如下公式获取所述测量对象在不同波长下的光学性能，
∑S(λ，I)τ(λ)D(λ)＝R(λ，I)
其中，λ为任意单色光的波长,I为光强周期性变化的光源输出的电信号，即电流；S(λ，I)为光谱分布矩阵；τ(λ)为光谱反射率或者光谱透射率；D(λ)为响应矩阵；R(λ，I)为用光强周期性变化的光源照射测量对象时，探测器的输出信号矩阵，即第二输出信号矩阵。
其中，所述步骤S2中根据如下公式获取所述探测器的响应矩阵，
∑S(λ，I)D(λ)＝R(λ，I)′
其中，R(λ，I)′为用光强周期性变化的光源照射探测器时，探测器的输出信号矩阵，即第一输出信号矩阵。
其中，所述步骤S3还包括：在测量范围内将所述光强周期性变化的光源的波长均分为m个微元，以及获取所述光强周期性变化的光源在一个周期内输出的n个电流值，则得到：
S(λ1，I1)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I1)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λm，I1)τ(λm)D(λm)＝R(λ，I1)
S(λ1，I2)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I2)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λm，I2)τ(λm)D(λm)＝R(λ，I2)
...
S(λ1，In)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，In)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λm，In)τ(λm)D(λm)＝R(λ，In)
根据上述公式获取所述测量对象分别在不同波长下的光学性能。
其中，当m＝n时，可将公式
S(λ1，I1)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I1)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λm，I1)τ(λm)D(λm)＝R(λ，I1)
S(λ1，I2)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I2)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λm，I2)τ(λm)D(λm)＝R(λ，I2)
...
S(λ1，In)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，In)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λm，In)τ(λm)D(λm)＝R(λ，In)
简化为：
S(λ1，I1)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I1)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λn，I1)τ(λn)D(λn)＝R(λ，I1)
S(λ1，I2)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I2)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λn，I2)τ(λn)D(λn)＝R(λ，I2)
...
S(λ1，In)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，In)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λn，In)τ(λn)D(λn)＝R(λ，In)
即SτD＝R。
第二方面，本发明提供一种基于矩阵变换的测量材料光学性能的系统，包括：光谱仪和探测器；所述光谱仪用于输出光强周期性变化的光源，并获取所述光强周期性变化的光源在不同电流和不同波长下的光谱分布矩阵；所述光谱仪用于照射所述探测器，以获取所述探测器的响应矩阵；以及所述光谱仪用于照射测量对象，以获取所述探测器的输出信号；所述光谱仪用于根据所述光谱分布矩阵、响应矩阵和所述输出信号，获取所述测量对象在不同波长下的光学性能。
本发明提供的一种基于矩阵变换的测量材料光学性能的方法及系统，通过用光强周期性变化的光源照射测量对象，利用光强周期性变换的光源照射测量对象，在该光源的光强周期性变化的过程中照射到测量对象和未照射到测量对象时，探测器的输出信号有所不同，根据探测器的输出信号和响应矩阵以及光谱分布矩阵，获取到测量对象在不同波长下的光学性能，该方法简化了测量步骤，且该光谱仪的电路简单，使得整个测量系统的成本较低，提高了该方法和系统的实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于矩阵变换的测量材料光学性能的方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的基于矩阵变换的测量材料光学性能的系统的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的基于矩阵变换的测量材料光学性能的方法的流程图，如图1所示，该方法包括：S1，获取光强周期性变化的光源在不同电流和不同波长下的光谱分布矩阵；S2，用所述光强周期性变化的光源照射探测器，以获取所述探测器的响应矩阵；S3，用所述光强周期性变化的光源照射测量对象，获取所述探测器的输出信号，并结合所述响应矩阵和所述光谱分布矩阵，获取所述测量对象在不同波长下的光学性能。
其中，探测器(detector)，是观察、记录粒子的装置，核物理和粒子物理实验研究中不可缺少的设备。探测器可分为两类：计数器和径迹探测器。
具体地，在获取测量对象的光学性能时，首先，获取要使用的光强周期性变化的光源在不同电流和不同波长下的光谱分布矩阵，即获取光源在同一电流和不同波长下的辐照强度，以及在不同电流和同一波长下的辐照强度，然后将这些辐照强度组成相应的光谱分布矩阵。然后，用光强周期性变化的光源照射探测器，此时也会得到探测器的多个输出信息，结合光谱分布矩阵，即可得到该探测器的响应矩阵。其次，用光强周期性变化的光源照射测量对象，此时会获取到探测器的多个输出信号，结合该探测器的响应矩阵和光谱分布矩阵，即可得到测量对象在不同波长下的光学性能，例如，透射比或反射比等。
在本发明实施例中，通过用光强周期性变化的光源照射测量对象，利用光强周期性变换的光源照射测量对象，在该光源的光强周期性变化的过程中照射到测量对象和未照射到测量对象时，探测器的输出信号有所不同，根据探测器的输出信号和响应矩阵以及光谱分布矩阵，获取到测量对象在不同波长下的光学性能，该方法简化了测量步骤，且该光谱仪的电路简单，使得整个测量系统的成本较低，提高了该方法和系统的实用性。
在上述实施例的基础上，在所述步骤S1之前还包括：将光谱仪的光源采用周期性变化的电流或电压，以得到所述光强周期性变化的光源。
其中，光谱仪又称分光仪，广泛认知的为直读光谱仪。以光电倍增管等光探测器测量谱线不同波长位置强度的装置。它由一个入射狭缝，一个色散系统，一个成像系统和一个或多个出射狭缝组成。以色散元件将辐射源的电磁辐射分离出所需要的波长或波长区域，并在选定的波长上(或扫描某一波段)进行强度测定。分为单色仪和多色仪两种。
具体地，为了使光源的光强周期性变化，可以将光谱仪的光源采用周期性变化的电流或者电压，例如，采用周期性变化的电流为光谱仪的光源供电时，由于电流在周期性变化，则可得到光强也周期性变化的光源。相应地，采用周期性变化的电压为光谱仪的光源供电时，与其的原理一致。得到光源强度周期性变化的光源后，即可用该光强周期性变化的光源照射测量对象，则根据探测器的输出信号和响应矩阵，以及光谱分布矩阵，以得到该测量对象的光学特性。
在本发明实施例中，通过对光谱仪的光源通周期性变化的电流或电压，以得到光强周期性变化的光源，为测量待测对象的光学性能提供基础。
在上述各实施例的基础上，所述步骤S1具体包括：采用光谱辐射计技术获取所述光强周期性变化的光源，在不同电流和不同波长下的辐射强度，以得到辐射强度的光谱分布矩阵。
其中，光谱辐射计用于测定辐射源的光谱分布，能够同时建立目标或背景的强度、光谱特性，可对导弹羽烟光谱和强度及大气透射比进行测量。光谱辐射计一般由收集光学系统、光谱元件、探测器和电子部件等组成，类型包括傅里叶变换光谱辐射计、多探测器色散棱镜和光栅光谱辐射计、圆形渐变滤光器(CVF)低光谱分辨率光谱辐射计等。
具体地，为了得到测量对象在不同电流和不同波长下的光学性能，首先需要获取到光源的光谱分布矩阵，即，对光谱仪的光源通电流，然后借助现有的光谱辐射计技术，即，采用光谱辐射计测量出在某一电流和不同波长下光源的辐射强度。通过对光谱仪的光源通不同的电流，即可得到光源在不同电流和不同波长下的辐射强度，将以电流变化的辐射强度为列，以波长变化的辐射强度为行，从而得到光源的光谱分布矩阵。然后，利用该光谱分布矩阵，以及用光强周期性变化的光源照射测量对象时探测器的输出信号，即可得到测量对象在不同波长下的光学性能。
在本发明实施例中，通过采用光谱辐射计，可以较方便的获取到光强周期性变化的光源的光谱分布矩阵，提高了该方法的测量效率。
在上述各实施例的基础上，所述S2中获取所述探测器的响应矩阵的步骤包括：用所述光强周期性变化的光源照射探测器，获取所述探测器在不同电流和不同波长下的输出信号，并根据所述输出信号建立第一输出信号矩阵；对所述第一输出信号矩阵和所述光谱分布矩阵进行矩阵变换，获取所述探测器的响应矩阵。所述步骤S2中根据如下公式获取所述探测器的响应矩阵，
∑S(λ，I)D(λ)＝R(λ，I)′
其中，R(λ，I)′为用光强周期性变化的光源照射探测器时，探测器的输出信号矩阵，即第一输出信号矩阵。
具体地，光源的光谱分布矩阵为S(λ,I)，其中λ为波长(任意单色光)；I为光源输出的电信号，一般为电流；样品透射(或者反射)光谱曲线为τ(λ)；探测器的响应矩阵为D(λ)；探测器测量得到的输出信号为R(λ,I)；则上述变量存在一定关系，用方程可表示为S(λ，I)τ(λ)D(λ)＝R(λ，I)。当光源为当光源为复合光时，方程可变换为：∑S(λ,I)τ(λ)D(λ)＝R(I)；若无样品，则关系式可进一步简化为：∑S(λ,I)D(λ)＝R(I)
在获取探测器的响应矩阵时，首先用该光强周期性变化的光源照射探测器，即，此时不放入测量对象，直接用该光源照射探测器，此时探测器会输出相应的信号，由于光源的光强周期性变化，则探测器的输出信号也是随着电流和波长不断变化的，即可将得到的探测器的输出信号按照波长变化进行列排布，以及将探测器的输出信号按照电流变化进行行排布，即可得到探测器的第一输出信号矩阵R(λ，I)′。然后对于该第一输出信号矩阵R(λ，I)′和光谱分布矩阵S(λ，I)进行矩阵变换，即先求光谱分布矩阵R(λ，I)的逆矩阵，然后将光谱分布矩阵S(λ，I)的逆矩阵与第一输出信号矩阵相乘，即可得到探测器的响应矩阵D(λ)。即根据公式∑S(λ，I)D(λ)D(λ)＝R(λ，I)′即可求出探测器的响应矩阵D(λ)。这样在用光强周期性变化的光源照射测量对象时，根据此时探测器的第一输出信号矩阵S(λ，I)和该探测器的响应矩阵D(λ)，以及光谱分布矩阵S(λ，I)，即可得出该测量对象在不同波长下的光学性能。
在上述各实施例的基础上，所述S3中获取所述测量对象在不同波长下的光学性能的步骤包括：用所述光强周期性变化的光源照射测量对象，获取所述探测器在一个周期内的输出信号，并根据所述输出信号建立第二输出信号矩阵；对所述第二输出信号矩阵、所述响应矩阵和所述光谱分布矩阵进行矩阵变换，得到测量对象在不同波长下的光谱反射率或光谱透射率。所述步骤S3中根据如下公式获取所述测量对象在不同波长下的光学性能，
∑S(λ，I)τ(λ)D(λ)＝R(λ，I)
其中，λ为任意单色光的波长,I为光强周期性变化的光源输出的电信号，即电流；S(λ，I)为光谱分布矩阵；τ(λ)为光谱反射率或光谱透射率；D(λ)为响应矩阵；R(λ，I)为用光强周期性变化的光源照射测量对象时，探测器的输出信号，即第二输出信号矩阵。
其中，光谱反射值(spectral reflectanc)又称光谱反射因数或光谱反射率。在特定的照明条件下，在规定的立体角限定的方向上，从物体反射的波长为几的光谱辐通量与在相同条件从完全漫反射面反射的波长为入的光谐辐通量之比。物体的光La反射值R用光谱光度计进行测量，是物体颜色测量的基础。
其中，光谱透射比(pectral transrniltance)又称光谱透过率。光通过物体后，从物体透射出的光强与入射进入物体的光强之比。
具体地，在获取测量对象在不同波长下的光学性能时，首先，用光强周期性变化的光源照射测量对象，此时会得到探测器相应的输出信号，由于光源的光强周期性变化，则探测器的输出信号也是随着电流和波长不断变化的，即可将得到的探测器的输出信号按照波长变化进行列排布，以及将探测器的输出信号按照电流变化进行行排布，即可得到探测器的第二输出信号矩阵R(λ，I)。然后，对该第二输出信号矩阵R(λ，I)，和不放入测量对象时得到的探测器的响应矩阵D(λ)，以及光谱分布矩阵S(λ，I)进行矩阵变换，即先求出响应矩阵D(λ)的逆矩阵以及光谱分布矩阵S(λ，I)的逆矩阵，然后，将第二输出信号矩阵R(λ，I)与响应矩阵D(λ)的逆矩阵以及光谱分布矩阵S(λ，I)的逆矩阵相乘，即可得到测量对象的光谱反射率或者光谱透射率τ(λ)。即根据公式∑S(λ，I)τ(λ)D(λ)＝R(λ，I)，可求得测量对象的光谱反射率或者光谱透射率τ(λ)。
在上述各实施例的基础上，所述步骤S3还包括：在测量范围内将所述光强周期性变化的光源的波长均分为m个微元，以及获取所述光强周期性变化的光源在一个周期内输出的n个电流值，则得到：
S(λ1，I1)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I1)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λm，I1)τ(λm)D(λm)＝R(λ，I1)
S(λ1，I2)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I2)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λm，I2)τ(λm)D(λm)＝R(λ，I2)
...
S(λ1，In)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，In)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λm，In)τ(λm)D(λm)＝R(λ，In)根据上述公式获取所述测量对象分别在不同波长下的光学性能。
具体地，当光源的输入电流或电压变换时，一般而言，光源输出功率也发生变化。例如，当电流变化时，此时对应每一个电流值I，均存在一个表达式∑S(λ，I)τ(λ)D(λ)＝R(λ，I)。由于受限制于光源输出功率和探测器的响应波段范围，则任何测量系统均有测量范围。假设在该波段范围内将光强周期性变化的光源均分为m个微元，例如，此时的电流为I1，则表达式可变换为：
S(λ1，I1)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I1)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λm，I1)τ(λm)D(λm)＝R(λ，I1)
然后，获取光强周期性变化的光源在一个周期内输出的n个电流值，则每个电流值对应的表达式为：
S(λ1，I1)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I1)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λm，I1)τ(λm)D(λm)＝R(λ，I1)
S(λ1，I2)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I2)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λm，I2)τ(λm)D(λm)＝R(λ，I2)
...
S(λ1，In)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，In)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λm，In)τ(λm)D(λm)＝R(λ，In)
通过求解上述方程即可得出测量对象在不同波长下的光学性能。
在上述各实施例的基础上，当m＝n时，可将公式
S(λ1，I1)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I1)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λm，I1)τ(λm)D(λm)＝R(λ，I1)
S(λ1，I2)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I2)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λm，I2)τ(λm)D(λm)＝R(λ，I2)
...
S(λ1，In)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，In)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λm，In)τ(λm)D(λm)＝R(λ，In)
简化为：
S(λ1，I1)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I1)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λn，I1)τ(λn)D(λn)＝R(λ，I1)
S(λ1，I2)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I2)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λn，I2)τ(λn)D(λn)＝R(λ，I2)
...
S(λ1，In)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，In)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λn，In)τ(λn)D(λn)＝R(λ，In)
即SτD＝R。
具体地，将光强周期性变化的光源的波长均分的微元数量m，与光强周期性变化的光源输出的电流值数量n设置为一致，可简化整个求解过程，即直接对以下公式进行求解：
S(λ1，I1)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I1)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λn，I1)τ(λn)D(λn)＝R(λ，I1)
S(λ1，I2)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I2)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λn，I2)τ(λn)D(λn)＝R(λ，I2)
...
S(λ1，In)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，In)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λn，In)τ(λn)D(λn)＝R(λ，In)
即SτD＝R，则可通过简单的矩阵求逆解出测量对象在不同波长下的光谱特性值。
图2为本发明实施例通过的一种基于矩阵变换的测量材料光学性能的系统，包括：光谱仪201和探测器202；所述光谱仪201用于输出光强周期性变化的光源，并获取所述光强周期性变化的光源在不同电流和不同波长下的光谱分布矩阵；所述光谱仪201用于照射所述探测器203，以获取所述探测器的响应矩阵；以及所述光谱仪201用于照射测量对象202，以获取所述探测器的输出信号；所述光谱仪201用于根据所述光谱分布矩阵、响应矩阵和所述探测器的输出信号，获取所述测量对象在不同波长下的光学性能。
具体地，在获取测量对象202的光学性能时，首先，要使光谱仪201发出光强周期性变化的光源，并获取该光强周期性变化的光源在不同电流和不同波长下的光谱分布矩阵。然后，用光谱仪201照射探测器203，此时会获取到探测器203的多个输出信息，结合该光谱分布矩阵，即可得到该探测器203的响应矩阵。其次，用光谱仪201照射测量对象202，此时也会获取到探测器203的多个输出信号，结合该探测器203的响应矩阵和光谱分布矩阵，即可得到测量对象202在不同波长下的光学性能，例如，透射比或反射比等。
在本发明实施例中，通过用光谱仪的光强周期性变化的光源照射测量对象，在该光源的光强周期性变化的过程中照射到测量对象和未照射到测量对象时，探测器的输出信号有所不同，根据探测器的输出信号和响应矩阵以及光谱分布矩阵，获取到测量对象在不同波长下的光学性能，该方法简化了测量步骤，且该光谱仪的电路简单，使得整个测量系统的成本较低，提高了该方法和系统的实用性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于矩阵变换的测量材料光学性能的方法，其特征在于，包括：
S1，获取光强周期性变化的光源在不同电流和不同波长下的光谱分布矩阵；所述光谱分布矩阵包括以电流变化的辐射强度为列，以波长变化的辐射强度为行；
S2，用所述光强周期性变化的光源照射探测器，以获取所述探测器的响应矩阵；
S3，用所述光强周期性变化的光源照射测量对象，获取所述探测器的输出信号，并结合所述响应矩阵和所述光谱分布矩阵，获取所述测量对象在不同波长下的光学性能。
2.根据权利要求1所述的基于矩阵变换的测量材料光学性能的方法，其特征在于，在所述步骤S1之前还包括：
将光谱仪的光源采用周期性变化的电流或电压，以得到所述光强周期性变化的光源。
3.根据权利要求1所述的基于矩阵变换的测量材料光学性能的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
采用光谱辐射计获取所述光强周期性变化的光源，在不同电流和不同波长下的辐射强度，以得到辐射强度的光谱分布矩阵。
4.根据权利要求1所述的基于矩阵变换的测量材料光学性能的方法，其特征在于，所述S2中获取所述探测器的响应矩阵的步骤包括：
用所述光强周期性变化的光源照射探测器，获取所述探测器在不同电流和不同波长下的输出信号，并根据所述输出信号建立第一输出信号矩阵；
对所述第一输出信号矩阵和所述光谱分布矩阵进行矩阵变换，获取所述探测器的响应矩阵。
5.根据权利要求1所述的基于矩阵变换的测量材料光学性能的方法，其特征在于，所述S3中获取所述测量对象在不同波长下的光学性能的步骤包括：
用所述光强周期性变化的光源照射测量对象，获取所述探测器在一个周期内的输出信号，并根据所述输出信号建立第二输出信号矩阵；
对所述第二输出信号矩阵、所述响应矩阵和所述光谱分布矩阵进行矩阵变换，得到测量对象在不同波长下的光谱反射率和/或光谱透射率。
6.根据权利要求5所述的基于矩阵变换的测量材料光学性能的方法，其特征在于，所述步骤S3中根据如下公式获取所述测量对象在不同波长下的光学性能，
∑S(λ，I)τ(λ)D(λ)＝R(λ，I)
其中，λ为任意单色光的波长，I为光强周期性变化的光源输出的电信号，即电流；S(λ，I)为光谱分布矩阵；τ(λ)为光谱反射率或者光谱透射率；D(λ)为响应矩阵；R(λ，I)为用光强周期性变化的光源照射测量对象时，探测器的输出信号矩阵，即第二输出信号矩阵。
7.根据权利要求6所述的基于矩阵变换的测量材料光学性能的方法，其特征在于，所述步骤S2中根据如下公式获取所述探测器的响应矩阵，
∑S(λ，I)D(λ)＝R(λ，I)′
其中，R(λ，I)′为用光强周期性变化的光源照射探测器时，探测器的输出信号矩阵，即第一输出信号矩阵。
8.根据权利要求6所述的基于矩阵变换的测量材料光学性能的方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：
在测量范围内将所述光强周期性变化的光源的波长均分为m个微元，以及获取所述光强周期性变化的光源在一个周期内输出的n个电流值，则得到：
S(λ1，I1)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I1)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λm，I1)τ(λm)D(λm)＝R(λ，I1)
S(λ1，I2)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I2)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λm，I2)τ(λm)D(λm)＝R(λ，I2)
…
S(λ1，In)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，In)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λm，In)τ(λm)D(λm)＝R(λ，In)
根据上述公式获取所述测量对象分别在不同波长下的光学性能。
9.根据权利要求8所述的基于矩阵变换的测量材料光学性能的方法，其特征在于，当m＝n时，可将公式
S(λ1，I1)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I1)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λm，I1)τ(λm)D(λm)＝R(λ，I1)
S(λ1，I2)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I2)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λm，I2)τ(λm)D(λm)＝R(λ，I2)
…
S(λ1，In)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，In)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λm，In)τ(λm)D(λm)＝R(λ，In)
简化为：
S(λ1，I1)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I1)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λn，I1)τ(λn)D(λn)＝R(λ，I1)
S(λ1，I2)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，I2)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λn，I2)τ(λn)D(λn)＝R(λ，I2)
…
S(λ1，In)τ(λ1)D(λ1)+S(λ2，In)τ(λ2)D(λ2)+…+S(λn，In)τ(λn)D(λn)＝R(λ，In)
即SτD＝R。
10.一种基于矩阵变换的测量材料光学性能的系统，其特征在于，包括：光谱仪和探测器；
所述光谱仪用于输出光强周期性变化的光源，并获取所述光强周期性变化的光源在不同电流和不同波长下的光谱分布矩阵；所述光谱分布矩阵包括以电流变化的辐射强度为列，以波长变化的辐射强度为行；
所述光谱仪用于照射所述探测器，以获取所述探测器的响应矩阵；以及所述光谱仪用于照射测量对象，以获取所述探测器的输出信号；
所述光谱仪用于根据所述光谱分布矩阵、响应矩阵和所述输出信号，获取所述测量对象在不同波长下的光学性能。
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