基于光栅光谱仪的玻璃透射系数测量

介绍了光栅光谱仪的工作原理,并介绍了光栅的主要性能。通过光谱仪拍摄光谱,计算出玻璃的透射率,最终换算出其透射系数。     

用于平场光谱仪的非球面全息凹面光栅设计

基于全息凹面光栅理论和ZEMAX软件,设计了一种用于平场光谱仪的消象差平场非球面全息凹面光栅。与采用相同口径、相同相对孔径的全息凹球面光栅构成的平场光谱仪比较,在入射狭缝宽度相同的情况下,该光栅所构成的平场光谱仪的分辨率得到明显提高。同时,利用较大相对孔径非球面全息凹面光栅,可使平场光谱仪的结构更紧凑,从而可实现平场光谱仪的小型化。     

阶梯光栅光谱响应校准方法研究

阐述了阶梯光栅光谱仪的工作原理和成像特征,分析了阶梯光栅光谱仪存在特殊光栅响应的原因以及给定量探测带来的影响.在此基础上,有针对性地提出一种基于标准灯的光栅响应的校准方法,校准后可以给出不同波长信号强度的真实分布关系,给光谱定量分析提供了现实依据.     

用于小型光谱仪列阵的微透镜光栅

目前光谱测量领域有两个主要趋势：小型化和平行光谱分析,对于波长递减或分析化学等应用来说更是如此。对于制造廉价、简易的组件系统来说,希望通过将若干功能组合进一个单元或一个单面来减少系统中的元件数目。因此精密光栅结构的全息记录与折射微光学件的制造技术结合颇具吸引力。图１　具有一个光栅表面的折射微透镜的ＳＥＭ成像我们在光致抗蚀剂中制作了折射微透镜列阵,并在列阵顶部以全息术记录了一个光栅（图１）。这就将光谱仪的两个主要光学功能,即光谱分离和光谱聚焦功能组合在一个图２　低压氙灯光谱图３　微光谱仪列阵系统的…     

空间探测光栅光谱仪新进展

空间探测光栅光谱仪是指利用光栅作为主色散元件在卫星轨道上对目标探测的光谱仪。阐述了用于空间探测的光栅光谱仪国内外最新发展状况,根据最新的空间探测光栅光谱仪的结构和技术指标,分析了空间光栅光谱仪的应用范围和发展方向。应用范围主要是空间环境探测和对地观测。其中空间环境主要关注电离层、臭氧层和温室气体的总量及廓线,对地观测主要是获得图谱合一的地球表面参数,在得到二维图像信息的同时,增加了一维光谱信息,使得信息量大大增加。最新的发展方向是探测谱段向紫外和红外延伸,系统覆盖更大的视场角,空间分辨率逐步提高。结合光谱仪系统可靠性高的优点,空间光栅光谱仪非常适于空间和地面环境的探测。     

衍射光栅

长春光学精密机械与物理研究所是我国第一台光栅刻划机和第1块衍射光栅的诞生地。该所的“国家光栅制造与应用丁程技术研究中心”在光栅设计、制造、复制和检测等技术方面具有很高的水平,研制的光栅已先后成功地应用于多波段航空遥感成像光谱仪、天文望远镜等国家重大科研领域,同时以其较高的性价比,在原子光谱仪、     

微型傅里叶变换光谱仪

采用硅微机械加工技术制造的高分辨率光谱仪不久将从实验室进入商品应用市场。一些基于微电子机械系统(MEMS)技术的仪器，例如由瑞士Neuchatel's Institute of Microtechnology大学开发研究的片状光栅干涉仪将会以低成本批量生产。     

中阶梯光栅的应用研究进展

简述了中阶梯光栅的原理和优点,分别介绍了中阶梯光栅在光谱仪、天文望远镜和波分复用器中的应用原理,以及这些仪器在现代化工业、宇宙大气探测方向和光通信传输领域的广泛应用,并指出了中阶梯光栅在这些方面的应用优势和良好的发展前景     

海洋光学推出高透光率、低杂散光全息凹面光鼢光谱仪——Torus系列

海洋光学OceanOptics—www．oeeanopticsehina．cn）推出像差校正全息凹面衍射光栅光谱仪——Toms系列。该光谱仪具有透光率高、杂散光更低、热稳定性好的特点,可用于液体、同体等的吸收、荧光测量。Torus可见波段光谱仪（360～825rim）,杂散光水平：在400r／m约0．015％,较平面光栅等微型光纤光谱仪更低。     

一种提高折叠光栅光谱仪信噪比的新方法

折叠光栅光谱仪由于折叠光栅制作、安装过程中的工艺问题,子光栅衍射图像易发生倾斜、变形。为了保证在对光栅衍射图像进行处理时不降低分辨率,每块子图像仅抽取单行像素校准,最终拼接成光谱,这导致光谱信噪比较低。为克服这一缺点,提出了一种软件提高折叠光栅光谱仪信噪比(SNR)的方法。通过对原始光谱图像进行校正、一维中值滤波和像素平均三个处理步骤,在不影响波长分辨率的情况下,使光谱信噪比提高约6倍。这种处理方法充分利用了光栅衍射图像的信息,对提高折叠光栅光谱系统探测微弱信号的能力具有实用价值。     

阶梯光栅光谱仪

德国柏林激光器技术公司生产一种阶梯光栅光谱仪，该光谱仪通过激光诱导等离子体光谱学同时分析元素。仪器在175至750nm的波长范围内探测元素，在真空紫外中的光谱分辨率为35000，在紫外／可见光／近红外范围内的光谱分辨率为15000。两台对称排列的摄谱仪的光谱照射一个共用探测器。这两台摄谱仪的入射狭缝、阶梯光栅、棱镜和成像光具的参数可自由确定。     

旋转光栅调制傅里叶变换频谱仪

提出了一种基于圆盘旋转光栅调制的傅里叶变换光谱仪 (FTS) ,光栅同时实现了分束和外差调制的功能。分析了三种实现分光的方案 ,通过对三个波长分别为 670nm ,63 3nm和 5 3 2nm的激光进行了频谱测量实验 ,结果表明该光谱仪具有良好的稳定性和抗干扰能力 ,经调制后测量灵敏度倍增 2 0倍 ,尤其适用于微弱信号测量和近红外领域。     

计算层析成像光谱仪中二元光学元件的研究

报道了用二元光学技术制作的二维位相型衍射光栅作为计算层析成像光谱仪中的光谱元件.对该光谱元件衍射阵列的强度分布、衍射效率以及各衍射级效率对波长的响应曲线进行了实验检测.结果表明,实验与理论相一致.     

海洋成像光谱仪信噪比研究

为实现海洋遥感卫星高光谱分辨率及弱目标的探测需求,需要在窄谱段内、低照度下实现高信噪比.通过对成像光谱仪信噪比的推导,建立了成像光谱仪信噪比的评估模型.利用成像光谱仪的光学透过率、光栅的衍射效率、CCD器件的量子效率、CCD暗电流、读出噪声,以及视频噪声等,对海洋水色谱段、中心波长处、典型辐亮度下、5 nm光谱带宽内的系统信噪比进行仿真分析.最后,对系统信噪比进行了测试.测试结果表明:仿真分析正确,此成像光谱仪信噪比可达到60 dB.     

衍射光栅

长春光学精密机械与物理研究所是我国第一台光栅刻划机和第1块衍射光栅的诞生地。该所的“国家光栅制造与应用工程技术研究中心”在光栅设计、制造、复制和检测等技术方面具有很高的水平,研制的光栅已先后成功地应用于多波段航空遥感成像光谱仪、天文望远镜等国家重大科研领域，     

高分辨率近红外成像光谱仪光学系统

研究了一种在近红外波段具备良好成像能力的双凹面光栅成像光谱仪系统。对这种串联光栅系统中存在的主要像差像散和彗差进行了分析,并计算获得了该系统的最优成像条件:两个光栅和柱面透镜的最优摆放位置。这种改进型的Wadsworth系统可以在全波段近似消除彗差和像散,具备良好的光学成像质量,并仅通过刻线密度较低的光栅即可实现高光谱分辨率。设计了一个工作于780~1 100 nm波段的成像光谱仪系统,其光谱采样达到0.92 nm/pixel,全视场调制传递函数在17 lp/mm的奈奎斯特频率下高于0.45,系统像差得到充分校正,且加工和装调公差比较宽松。研究结果分析证明了设计理论的正确性。     

液晶显示器件的特殊电光特性分析

对液晶施加电场,液晶分子的排列会发生转变,其光学性质也会相应发生变化.本文采用多功能光栅光谱仪测试了不同电压下液晶显示器件透射率随波长的变化关系,采用光学多道分析器测试了液晶显示器件透射能量随波长的变化关系,对液晶显示器件的特殊电光特性进行了深入研究分析,发现紫外、可见光、红外波段其变化规律是不同的.     

共光路空间外差干涉仪理论与性能分析

介绍一种利用一块光栅兼作分束器和色散器的Ｓａｇｎａｃ型空间外差干涉仪的基本结构和原理,利用光波传播角谱理论详细分析给出此干涉仪形成的干涉图样和条纹定域位置。作为无动镜傅里叶光谱仪的干涉分光系统,阐明分光原理,给出理论仪器函数、无谱分辨极限和分辨本领、工作光谱范围、及光通量和视场等性能。指出它兼有传统傅里叶变换光谱仪和光学多通道分析仪（ＯＭＡ）的优点。     

不同光栅常数下同心长波红外成像光谱仪对比

为对比分析不同光栅常数下Offner光栅和Dyson光栅光谱仪的性能差异,推导了两种光谱仪结构的衍射角公式,获得其衍射特点,并在F数为2.5,工作波段为8～12 m,光谱分辨率15.6 nm,光栅常数分别为100 m、50 m下,借助ZEMAX软件对这两种结构进行了优化设计。结果表明:较大光栅常数下,两者都能理想成像,Offner光谱仪体积约为Dyson的7倍,质量约为Dyson的1/13;较小光栅常数下,Dyson光谱仪仍可理想成像,而Offner必须加入二次非球面镜并进行离轴,才能满足系统对像质及光谱分辨率的要求,此时,Offner光谱仪体积约为Dyson的7倍,重量约为Dyson的1/11。设计结果表明,两种同心结构在加工难易度、体积、重量方面各有优劣,在光谱仪选型工作中,可根据具体情况进行取舍。     

航天高光谱成像仪简述(特邀)

航天高光谱载荷相比于传统的多光谱载荷,在光谱分辨率上有着巨大的提升,随着定量化遥感的发展,天基探测不仅可以对地面目标的几何信息进行采集,更可以利用高光谱数据实现大气、陆地资源、战场环境、海洋物质成份的探测,随着航天高光谱技术的不断发展,高时间分辨率的对全球气候、自然资源、水纹情形的光谱成像已成为可能。高光谱探测依据成像原理的不同,主要可以分为干涉型光谱仪、衍射型光谱仪、滤光片型光谱仪。文中针对其中应用较为广泛的光栅衍射型光谱仪、时间傅里叶变换光谱仪、空间傅里叶变换光谱仪、声光调制滤光片（AOTF）光谱仪、液晶可调谐滤光片（LCTF）光谱仪、高光谱滤光片光谱仪进行了介绍,并针对每种光谱仪的优势及存在的局限性进行了分析。