一种单光束紫外-真空紫外分光光度计的设计

设计了一种单光束紫外-真空紫外分光光度计,主要由150W氘灯辐射源、前置超环面聚光镜、Seya-Namioka全息凹面光栅单色仪、后置反射光学系统、光学调制器、样品/探测器转台、光电倍增管探测器及计算机控制系统组成。利用ZEMAX光学设计软件,对该单光束紫外-真空紫外分光光度计光学系统进行了优化设计,并设计了正弦波长扫描机构。对设计结果进行了分析,从设计结果的分析表明,所设计的单光束紫外-真空紫外分光光度计满足设计指标要求,扫描光谱范围115-400nm,光谱分辨力小于0．5nm,波长精度小于0.1nm。     

一种单光束紫外一真空紫外分光光度计的设计

设计了一种单光束紫外一真空紫外分光光度计,主要由150W氘灯辐射源、前置超环面聚光镜、Seya-Namioka全息凹面光栅单色仪、后置反射光学系统、光学调制器、样品/探测器转台、光电倍增管探测器及计算机控制系统组成.利用ZEMAX光学设计软件,对该单光束紫外一真空紫外分光光度计光学系统进行了优化设计,并设计了正弦波长扫描机构.对设计结果进行了分析,从设计结果的分析表明,所设计的单光束紫外一真空紫外分光光度计满足设计指标要求,扫描光谱范围115～400 nm,光谱分辨力小于0.5 nm,波长精度小于0.1 nm.     

一种交叉的切尔尼-特纳型远紫外成像光谱仪

本文介绍了远紫外成像光谱仪的需求和若干关键技术,描述了一种光谱范围为100～300nm,光谱分辨率优于1.67mm的远紫外波段成像光谱仪的设计方法和定标实验.该仪器基于交叉的切尔尼-特纳型光谱仪光路结构,采用全反射式系统.根据初级像差理论设计了光学系统,使用Zemax进行了仿真和优化,在紫外-可见光波段对仪器的性能进行实验验证,并进行了光谱定标和成像性能分析.     

一种小型中阶梯光栅光谱仪的光学设计

随着信息时代光谱分析技术的飞速发展,光谱仪器的高精度、低干扰、体积小型化等性能优势使其成为各领域各行业的优选信息获取手段。本文以光学设计的基本原理为指导、中阶梯光栅为核心、宽波长范围和高分辨力为设计目标,设计了一种基于切尼尔-特纳型光路结构的小型中阶梯光栅光谱仪系统。通过理论分析和计算,确定了系统的结构参数,并使用Zemax软件进行光学仿真。结果表明,该系统在200~800 nm的波段上理论分辨力优于0.1 nm。     

紫外辐射计的波长定标及不确定度分析

限于常规汞灯谱线法波长定标的局限性,构建了紫外辐射计波长定标装置,研究了紫外辐射计波长定标的物理过程和测量链,并对紫外辐射计中臭氧十二个吸收波长进行了光谱定标,通过对定标影响量的分析和计算,得到定标影响量的测量不确定度和波长定标合成标准不确定度,其中波长定标合成标准不确定度为0.026nm,同时通过光学CAD分析和实验验证紫外辐射计的光谱带宽可以达到1.0nm.应用自行构建的紫外波长定标装置较好地完成了紫外辐射计臭氧吸收谱线的定标工作,满足了臭氧反演所需的波长精度要求和光谱带宽要求.     

Ebert-Fastie型双层结构平面全息光栅双单色仪的光学设计

为满足空间紫外遥感高精度光谱辐射测量工作的要求,设计了一种Ebert-Fastie 型双层结构平面全息光栅双单色仪,由球面准直聚光镜、平面和屋脊转向镜、平面全息光栅及入射、出射和中间狭缝组成,扫描波长范围160 ～400 nm .这种双层结构的特点在于两块完全相同的平面全息光栅安装在同一转轴上做到同轴转动,不但把机构基本上简化为一个单色仪的结构,而且确保了两块光栅同步地进行光谱扫描,色散相加,光谱分辨率小于0.15 nm .此外,前后两单色系统被隔成基本封闭的腔体,用来割断两单色系统杂散光之间的相互影响,抑制整个系统的杂散光,整个系统的杂散光水平可达10 -6 ,满足空间紫外遥感高精度光谱辐射测量的要求.     

高光谱分辨率近红外CO2成像光谱仪设计与模拟

为满足大气CO2吸收光谱测量的要求,基于成像光谱仪基本工作原理和光学设计理论,设计了一种近红外CO2吸收光谱高光谱分辨率成像光谱仪.它采用简单平面反射光栅光谱仪结构,由入缝、两片聚焦透镜、平面反射光栅及两片成像透镜组成.透镜材料为普通常用光学玻璃,为减化系统结构透镜采用了二次非球面设计.采用ZEMAX软件对近红外光谱仪的光学系统进行了优化设计与模拟分析.最终设计与模拟分析结果表明,该光学系统光谱范围为1 591～1 621 nm,分辨率＜0.08 nm,F数为1.8,满足设计要求.     

零级像无缝光谱仪波长定标方法研究

无缝光谱仪结构简单且可靠性高,在空间天文低分辨率光谱观测中普遍应用,但它通常无光谱定标设备并面临光谱定标难的问题。依据空间无缝光谱仪零级像和光谱像同时存在的特点,可采用基于零级像的无缝光谱实现定标。首先根据无缝光谱仪工作原理分析影响定标结果的各参数之间的关系;其次通过改进高斯拟合算法,拟合出更精确的光斑中心坐标;然后搭建无缝光谱仪仿真光路,将神经网络用于定标过程中的波长预测,并训练相关数据;最后测试并验证神经网络在波长预测中的准确性。经模拟该方法的波长预测结果误差小于1nm,定标精度好于其他传统方法,从而证明基于零级像的波长定标方法的可行性。     

小型宽光谱低分辨率光谱仪器光学设计

光栅作为小型光谱仪器分光系统的核心,采用不同种类的光栅制作分光仪器时其结构形式也不尽相同.文中为设计一个工作波段在340-800 nm,分辨率优于15nm,谱面长度28.71 mm的比色仪光学系统,通过对比常见光谱仪结构的优缺点,选择平场凹面光栅作为最终的结构形式,采用长波通滤光片实现对二级光谱重叠的消除,并对比色仪光...     

光谱辐射亮度国际比对与结果分析

基于高温黑体辐射源BB3500M,中国计量科学研究院(NIM)自主研制了第四代光谱辐射亮度国家基准装置,波长范围覆盖220~2550nm,以稳定的钨带灯作为传递标准,改善了测量不确定度。黑体辐射源的温度测量溯源至Pt-C和Re-C固定点黑体,在3021 K采用WC-C固定点黑体进行验证,NIM和全俄光学物理计量院(VNIIOFI)之间的测量偏差小于70 mK。采用新基准装置,NIM参加了光谱辐射亮度国际APMP-PR.S6比对。NIM研制了两套入射光学系统,成像倍率分别为0.58和1.00,立体角为0.006sr和0.008sr,采用两套系统复现光谱辐射亮度量值的差异小于±0.40%。APMP-PR.S6比对结果表明:在紫外、可见和近红外波长范围,NIM与参考值的平均相对偏差分别为0.59%、0.44%和0.34%。全部波长范围的平均相对偏差0.46%。在250nm、400nm、800nm、2500nm波长,光谱辐射亮度的测量标准不确定度分别为0.95%、0.50%、0.41%和0.80%。从而验证了第四代光谱辐射亮度国家基准装置的准确性和可靠性。