HRD—1型双光栅单色仪

阐述了HRD—1型双光栅单色仪的原理和特点。     

全息凹面光栅单色仪的研讨

传统的凹面光栅单色仪由于其象散过大，使能量受到影响而在某些场合失去了可用性。全息消象差凹面光栅改善了象散对能量的影响，使凹面光栅单色仪焕发新的生机。笔者对全息消象差凹面光栅进行了较为细致的观察、分析、计算，以更深一步地了解全息消象差凹面光栅的性能特点，并与经典的濑谷－波冈装置进行了比较。最后，对几个与凹面光栅单色仪有关的问题也进行了探讨。     

全息凹面光栅单色仪的研讨

传统的凹面光栅单色仪由于其象散过大，使能量受到影响而在某些场合失去了可用性。全息消象差凹面光栅改善了象散对能量的影响，使凹面光栅单色仪焕发新的生机。笔者对全息消象差凹面光栅进行了较为细致的观察、分析、计算，以更深一步地了解全息消象差凹面光栅的性能特点，并与经典的獭谷-波冈装置进行了比较。最后，对几个与凹面光栅单色仪有关的问题也进行了探讨。     

Eagle型双层结构全息凹面光栅双单色仪的设计

本文给出一种凹光面栅双单色仪的双层结构形式。足够好地保证了两个单色系统的光谱同步扫描。采用全息凹光面栅减少杂散光,并按照凹面光栅的Eagle 装架参数确定拍摄全息凹面光栅的光路,以消除由于凹球形基片产生的某些固有象差,改善凹面光栅的象质。给出SDHR-1000全息凹面光栅双单色仪的某些实验结果。     

自动光栅单色仪光谱分析系统的设计与实现

提出了一种利用计算机并口控制步进电机,进而进行光栅单色仪光谱自动分析的系统。详细阐述了该系统的设计原理极其优点,实验结果表明,该系统能够进行精确的光谱分析,较之以往的手动测量,大大提高了测量速度,减少了人为误差。     

一种新型的智能化光栅单色仪扫描控制器的研制

介绍了一种新型的智能化多功能的光栅单色仪扫描控制器，其硬件部分介绍了步进电机驱电路、细分电路、单片机控制系统和断电保护等几个方面，软件部分介绍了整个程序的设计思想和主程序流程框图。同时对几个有关问题作了初步的讨论。     

精密光栅单色仪接口与驱动电路的研制

介绍了一种新型实用的精密光栅单色仪接口与驱动电路。讨论了细分技术对提高波长准确度及重复性的重要作用。提出了一种安全可靠的限位防护电路设计方案。     

基于VC++的单色仪串行通信控制

本文介绍了在VC++环境下对光棚单色仪自动控制系统的开发。利用WindowsAPI实现串行通信,保证了单色仪准确,快速的输出所需要的单色光。     

基于凹面光栅的可调高分辨率单色仪结构设计及波长重复性分析

凹面光栅兼具成像和色散的能力,采用凹面光栅分光的单色仪能够很好实现小型化设计和应用到低于200 nm的真空紫外波段。光谱分辨率和波长重复性是单色仪的重要指标,针对单色仪的光谱分辨率,本文将光栅固有分辨率和由狭缝引起的增宽相结合推导出单色仪的光谱分辨率计算模型,利用自研微动狭缝进行实验验证,单色仪分辨率符合理论模型,极限分辨率优于0.1 nm;针对单色仪的波长重复性,在单色仪光机结构参数转换的基础上对波长重复性影响因素进行分析,推导出单色仪的波长重复性计算模型,利用汞灯作为光源进行波长重复性验证其波长重复性优于0.02 nm符合理论计算模型,验证了光机结构设计的有效性和理论分析的正确性。     

梦之线光栅单色器温度起伏对能量漂移的影响

为了确保光栅单色器温度起伏引起的能量漂移不影响光束线的表观能量分辨率,建立了单色器高精度的恒温环境。结合上海光源梦之线设计,根据光栅衍射方程推导出单色器温差与能量漂移之间的关系;据此设计了沿光束方向温度起伏较小的单色器恒温环境,测试了温度控制系统不同条件下的长期温度稳定性,并通过长时间多次测量氮气K边吸收谱的方法,得到了相应的能量漂移。结果显示:温度控制系统未启动的情况下,棚屋内最大温度变化约为0.62K,测得的能量漂移约为49 meV;温度控制系统使用独立冷水机时,最大温度变化约为0.20 K,相应的能量漂移约为17meV。实验表明,建立的单色器恒温环境满足设计要求,使得单色器温差引起的能量漂移对梦之线表观能量分辨率的影响得到有效控制。     

C-T型分光系统避免零级回反的设计计算方法

一些C-T型单色器存在光栅零级回反现象,这会引起严重的杂散光问题。从球面准直反射镜及光栅系统的基本几何关系入手,运用几何光学原理入手,分析了C-T型单色器光栅准直镜系统产生零级回反的充分必要条件,即零级光柱落在第一准直镜反射面,同时光栅一部分位置落入第一准直球面镜的边缘法线以内。从而提出了在初始设计计算阶段避免光栅准直镜系统产生回反的理论措施及设计计算方法。即在设计阶段适当增加入射角,以及适当增加光栅与第一准直镜的相对距离。从而使得光栅位置全部落在第一准直镜边缘法线以外,因此能够确保系统无零级回反产生。     

微型可编程光栅实现光谱模拟的方法研究

当平行复色光沿微型可编程光栅基底平面的垂直方向正入射时,可以通过对可编程光栅编程状态的预先设定,使其衍射输出对应于不同目标物质的光谱。对微型可编程光栅用于光谱模拟的原理进行了分析,提出了一种利用基于梯度的最优化算法在衍射角固定时实现光谱模拟的方法。对该方法进行了实例仿真验证,结果表明了方法的可行性。     

SX-700单色器光栅正弦机构转角重复精度的模拟分析与测量

为了使上海光源(SSRF)研制的SX-700单色器的主要设计指标——波长扫描转角重复精度满足优于0.43″的要求,研究了单色器的波长扫描组件—光栅正弦机构的转角精度误差来源。设计单色器结构时,运用有限元分析软件AN-SYS对光栅正弦机构进行数值模拟计算,并根据模拟结果对光栅正弦机构的转角重复精度进行了误差分析,得到的转角重复精度为0.28″。依据分析结果制定了工程设计方案,并成功加工、装配了SX-700单色器。利用作者建立的一套由光电自准直仪组成的测试系统对光栅正弦机构的转角重复精度进行测试,实测精度为0.15″。结果表明,设计的SSRF的SX-700单色器光栅正弦机构的转角重复精度满足设计要求。     

用于1 m Seya-Namioka单色仪的 1 200 lp/mm Laminar光栅

针对国家同步辐射实验室燃烧与火焰实验站中1 m Seya-Namioka 单色仪对光栅的需求,采用全息离子束刻蚀工艺制作了1 200 lp/mm Laminar光栅。首先,通过光刻胶灰化技术调节光刻胶光栅掩模占空比,在理论设计的误差允许范围内,对此光栅掩模进行扫描离子束刻蚀;然后,将光栅图形转移到光栅基底中去除残余光刻胶;最后,采用离子束溅射法镀制厚约40 nm的金反射膜,采用热蒸发法镀制厚约60 nm的铝反射膜。用原子力显微镜分析光栅微结构,结果显示光栅槽深为40 nm,占空比为0.45。同步辐射在线波长扫描测试结果表明,镀铝光栅效率明显高于镀金光栅,获得的实验结果与理论计算结果基本符合。镀金光栅已替代进口光栅在线使用3 年,其寿命大大超过复制光栅,基本满足了燃烧实验站的实验研究需求。     

一维矩形光栅AFM图像盲探针表面重建模拟研究

探针结构参数的合理选取将直接决定扫描图像及其盲探针修正图像的失真程度。基于此,以一维矩形模拟光栅为典型案例,对该模拟光栅的原子力显微镜(AFM)扫描成像过程与盲探针修正过程进行了仿真,阐明了探针结构参数对扫描成像过程与盲探针修正过程的影响规律。通过建立线宽变化度与半高宽相结合的图像重建误差评价指标,确定了针对该模拟光栅的AFM探针建议结构参数,并取得了良好的光栅图像重建效果。研究表明,应用线宽变化度结合半高宽来综合评价光栅的AFM测量和图像重建过程,有利于提升实际光栅AFM图像盲探针重建的准确度。     

采用亚微米埋入式光栅的彩色滤光片

为进一步提高彩色滤光片的色度性能和光能利用率,设计了一种宽带宽高透射率的亚微米埋入式光栅结构,该结构由PMMA基底、ZnS膜层、二维Al金属光栅和SiO2覆盖层等组成。采用严格耦合波理论分析了ZnS膜层厚度、周期、占空比等结构参数对透射光谱特性的影响,并在此基础上优化结构参数,获得了宽带宽滤波输出。当透射光谱中心波长为635,530和455nm时,相应透射效率分别为68%,78%和71%,半极大值处全宽(FWHM)约为100nm。计算结果表明,与其他应用于彩色滤光片的光栅结构相比,所设计光栅结构的中心光谱透射效率可提高19%,并有效减少了三色输出光谱之间的重叠区域,提高了彩色滤光片的色度性能。     

弧矢(Sagittal)聚焦双晶单色器设计

介绍了弧矢聚焦双晶单色器系统性能要求,详细分析了满足系统性能要求的光学设计、机械设计和控制系统设计方案.具体介绍了单色化和压弯聚焦等光学设计,Bragg角的转动和固定高差的移动等关键部件的机械设计,以及以直圆柔性铰链为基础的投角、滚角、摆角调节结构.