中阶梯光栅光谱仪的光学设计

为了在更宽波段范围内获得较高的分辨率,实现全谱直读,对中阶梯光栅光谱仪进行了研究。简述了中阶梯光栅及中阶梯光栅光谱仪的基本原理,分析并比较了这种光谱仪与普通平面闪耀光栅光谱仪的区别。利用光学成像原理与消像差理论设计了Czerney-Turner结构形式的中型高分辨率中阶梯光栅光谱仪原理样机的光学系统。该光学系统工作在原子谱线最为密集的200～500nm波长处;为简化计算,在设计中消除了350nm波长的所有像差;光线对中阶梯光栅在准Littrow条件下入射,以获得高衍射效率;使用折反射棱镜作为交叉色散元件来分离重叠的级次,在CCD探测器上获得了二维光谱面。该光学系统有较好的平场特性及点对点成像能力,在整个工作波长分辨率可达到2000～15000,满足设计要求。该仪器可用于原子发射和吸收光谱的研究工作,通过替换不同的探测器及增加外围电路与软件平台,仪器的工作性能可进一步提高。     

同步辐射装置的高输出环面光栅单色器和VUV光束线

本文讨论了由柱面反射镜和直槽环面光栅组成的掠入射单色器。柱面反射镜用来形成一个无象散彗差的单色器系统。这个单色器有很大的水平接收角。计算结果表明谱线增宽主要来自环面光栅的离焦。可以得到预期的单色器性能。本文也详细描述了单色器光学设计程序和同步辐射VUV光束线方案。     

全自动生化分析仪用分光光度计

结合国家九五攻关"全自动生化分析仪的研制与开发"项目,研制了一种用于全自动生化分析仪的紫外 可见分光光度计。该分光光度计采用全息凹面平像场光栅为分光元件,以硅光电二极管阵列为探测器。光度测试采用后分光技术,从光源辐射的复合光先经样品溶液吸收后再由全息凹面平像场光栅分光,光电二极管阵列同时接收12路光谱信号,多个光谱信号同时检测,实现快速测量。     

傅里叶光谱仪的智能数据采集器与光谱数据处理系统

根据傅里叶光谱学的基本原理,组成傅里叶变换光谱仪实时数据采集和处理系统。系统中智能数据采集器对干涉图作数据采集,配以干涉图处理与谱图变换软件包的IBM-PC/XT微机作为光谱数据处理系统,对干涉图进行数据处理与谱图变换,以获得正确的光谱图。     

中阶梯光栅光谱仪的谱图还原与波长标定

研究了与中阶梯光栅光谱仪相关的二维重叠光谱的实时还原与波长自动标定技术。基于分光系统主色散及横向色散规律及它们之间的相互关系,建立了3个变换矩阵M1,M2和M3,由此给出了中阶梯光栅光谱仪面阵CCD上所有接收点处空间坐标与波长关系的谱图矩阵Mλ-XY,利用中心波长与自由光谱区特性获得了理想的无重叠谱图数据模型。提出了信号光斑识别方法,并对信号光斑位置坐标进行准确定位;结合所建立的谱图数据模型,实现了对二维重叠谱图的快速还原与标定。实验结果表明:该方法在中阶梯光栅光谱仪谱图分析中不仅实时性强,而且波长精度可达0.01nm,满足中阶梯光栅光谱仪高分辨率、全谱瞬态直读等要求。     

平面光栅单色器系统光路设计和像差计算

本大根据Michael P. Chrisp的全息环面光栅系统波像差理论,重新推导了平面对称光橱系统的像差系数,使理论的适用范围延伸到多种面形(环面、抛物面、椭球面等)所组成的系统.应用上述公式,本文建立了适用于各种面形的光学系统像差计算程序,并对若干平面光栅单色器实例进行了分析计算.结果表明,该方法对设计分析这种系统是十分有效的.