平面衍射光栅的检验

本文指出了平面衍射光栅在制造过程中由于光栅刻槽的不平行、光栅刻槽的间距误差以及刻槽形状的不一致等各种疵病使光栅在光谱学的应用中所造成的不利后果。同时着重介绍了光栅的衍射波阵面象差、光栅的实际分辨率、罗兰鬼线的相对强度以及光栅的衍射效率的测量方法和检验仪器。     

平面衍射光栅刻划机

目前,绝大部分使用的平面衍射光栅,是在光栅刻划机刻出的光栅上复制出来的复制光栅.因此,由光栅刻划机刻出的光栅叫原刻光栅或母光栅.光栅刻划机是制造光栅的最主要设备.由于衍射光栅有精度要求高(一般在0.01微米数量级),刻划周期长(一般约五昼夜)的特点,光栅刻划机以及机器所处的条件必需与之相适应.我们已设计制造成功四台平面衍射光栅刻划机,机器所需恒温、隔振条件也已解决,现正着手设计第五台光栅刻划机,下面谈几点体会.     

平面衍射光栅的能量分布

本文讨论了平面光栅的光栅方程式及其在单色仪情况下的变形,计算了多种光栅的能量分布,讨论了各种参数对光栅能量分布的影响以及参数的合理选择问题。     

平面镀铝衍射光栅的检验

一、光栅的干涉检验光栅干涉检验,实际上是最简单和最能显示光栅刻划质量的检验方法.因此,光栅刻出后,首先进行干涉检验.     

光栅衍射法测量材料平面度和平行度

一、材料表面形状的测量方法材料表面形状轮廓的测定是光学干涉计量的一个基本应用。对于不同的料材和生产加工过程中的不同要求,测量方法也各不相同,基本上可以分成两大类,一类是利用传统的干涉仪;另一类是近期发展起来的,以全息技术为基础的全息干涉度量技术。我们要测量材料表面的形状,基本思想就是用一个已知形状的标准波面去和被测材料表面形状(形变后的波面)进行比较,从而获得材料表面形状的信息。如果被测表面是平面,那么标准波面通常选用平面波。两个波面的比较是通过干涉来进行的,得到的等厚干涉条纹就是物体表面和一组等间距的平面波相截得到的     

平面光栅衍射效率自动测试仪

本文论述了用“连续扫描法”测试平面光栅相对衍射效率仪器的工作原理,分析了原理方案必须满足的基本要求。文中还叙述了根据所分析的要求,设计研制的平面光栅衍射效率自动测试仪的仪器组成和使用结果。对四块刻槽密度不同的光栅进行重复测试,表明效率值ε_0(λ)的均方误差小于2%,最大误差不超过3%。     

高效平面全息衍射光栅的获取方法

从全息衍射光栅的制作原理出发,介绍了全息光栅的主要制作方法,并与刻划光栅对比分析了全息衍射光栅的诸多优点。通过利用光栅设计的耦合波理论对全息衍射光栅槽型、槽深及槽间距等进行了优化设计,同时利用离子束刻蚀技术获得了高效率全息光栅。文中全面分析了制作高效率平面全息光栅的各项关键技术。     

光谱宽度与光束截面因子对平面光栅衍射效率测量的影响

为了进一步提高平面光栅衍射效率测试仪的测量精度,分析了影响平面光栅衍射效率测量值的主要因素。根据平面光栅相对衍射效率测量原理,提出光束截面因子的概念并推导出了平面光栅光束截面因子k(θ)的解析表达式。进一步分析了影响衍射效率测量值的因素(光谱宽度与光束截面因子),并结合衍射效率测量值定义了两个用于回归分析的自变量。针对作为因变量的理论值与所定义自变量之间存在的非线性关系,提出了采用二次完全式回归分析的数学方法,进而建立了提高衍射效率测量精度的修正公式。结果表明:对平面光栅衍射效率测量值进行修正后,修正值与理论值之间的误差可控制在±0.5%以内,提高了衍射效率的测量精度,改进了衍射效率测试仪的整机性能。     

闪耀透射光栅衍射规律的分析和验证

基于标量理论研究了不同槽形角,不同刻线密度的透射式闪耀光栅对使用波段的影响,推导了闪耀透射光栅的衍射光能量分布规律。分析证明了透射闪耀光栅在衍射能量最强方向上衍射光的衍射角与入射光的入射角之间的关系满足Snell定律。给出了入射角、衍射角与槽形角之间的关系式,研究了不同刻线密度和槽形角条件下衍射光能量分布的规律。对闪耀透射光栅进行了测量和比较,结果表明:已有闪耀透射光栅测量的结果与理论计算数据相吻合。制备了聚二甲基硅氧烷(PDMS)可调谐闪耀透射光栅,应用研究的理论公式测量了该闪耀透射光栅在拉伸与自由状态下的闪耀波长和光栅刻线密度,结果显示其波长测量误差在5nm以内。拟合了光栅的等效槽形,验证了实时监测PDMS光栅槽形和刻线密度随拉力大小变化的规律。     

二维光电水平倾角测量系统

针对高端装备制造中对大尺度机床误差测量与补偿的要求,本文基于光学自准直原理和液体表面反射原理,研制了一种二维光电水平倾角测量系统以实现对机床滚转角和俯仰角的测量。该系统使用半导体激光器发射激光,经光学自准直系统于待测硅油表面将被测倾角放大二倍。然后,由位置敏感探测器感测光斑位置变化,输出包含角度信息的光电流信号,并由低噪声四路同步微弱信号处理电路进行相同倍数的放大以减小误差。最终,由高速采集卡进行数据采集,经均值滤波、曲线拟合、解算处理后将其转化为倾角信息,从而实现二维角度测量。在光学平台进行了对比实验,结果表明:测量系统在-10~10mm/m(约为-2 000″~2 000″)量程内,角度测量误差小于±0.050mm/m(约为±10″),线性度优于0.25%,满足大尺度机床二维水平倾角检测对大量程、高精度、高稳定性的要求。     

光栅衍射效率的理论计算及实验验证

本文给出了一组可用于计算任意光栅绝对衍射效率的积分方程。通过解这些方程给出了三类光栅的效率曲线:红外光栅、可见光栅和掠入射光栅。本文还分析了光栅槽形顶角对光栅衍射效率的影响,并研究了掠入射光栅槽形衍射面角的选值问题,最后,给出了一些计算效率值的实验结果。     

平面衍射光栅相对集光效率自动测试仪

本文介绍北京第二光学仪器厂光栅室与浙江大学光仪系共同研制的平面衍射光栅相对集光效率自动测试仪的基本特性及其达到的主要技术指标,并对使用该仪器测试光栅集光效率的结果进行了分析。 -概述当光栅作为分光元件而应用在光谱仪器中的时候,工人们为了提高仪器的灵敏度和扩大仪器的工作光谱区,对光栅的集光效率及其在工作光谱区内的分布,都要提出一定的具体要求,对于刻划光栅来讲,可以据此     

基于图像特征的平面二维尺寸测量系统

分析图像处理在测量零件的平面二维特征尺寸中的应用价值,针对大型工件二维平面特征的测量对象,设计了一个基于图像特征识别的非接触式光学尺寸测量系统。采用网格构造分区处理的图像拼接方法扩展测量范围,实现了对大型特征的完整采集。采用校正标定方法和相机校正方法减小测量系统的机械装置、光学系统等误差,提高测量精度。在对二维平面关键特征分析的基础上,利用亚像素处理提高算法精度,使最终测量精度可达到微米级。试验结果表明,该测量系统图像拼接精度可达0.8μm,测量精度高于5μm。该系统为图像处理在工业上大型工件尺寸检测方面的应用开发提供了有效的基础方法。     

GSXC—Ⅱ型平面光栅衍射效率测试仪

本文提出了一种可用于紫外、可见至近红外光波长区平面光栅衍射效率自动测试的智能化测试仪器。文中叙述了该仪器的测量原理、仪器结构、光学系统和微机接口及电子线路的基本原理,并结出了十几种典型光栅的实测曲线。实测结果表明该仪器的测量重复性优于1.5％,均方根误差小于0.5％。     

以正交衍射光栅为计量标准器的二维微位移工作台

提出以正交衍射光栅作为X-Y二维位移工作台计量标准器的思想,阐述了正交衍射光栅作为大量程二维位置检测传感器的工作原理及光路布置方法,推导了光栅运动位移与所产生干涉条纹的相移之间的关系。介绍了工作台粗、细两级定位系统的组成结构:粗定位部分由磁悬浮平面直线电机驱动,细定位部分采用弹性铰支结构并由压电陶瓷驱动;通过分别对电机和压电陶瓷驱动范围与定位精度的分析,提出对工作台精密快速定位的方法。设计了一套对电机与压电陶瓷进行驱动控制和光栅信号进行处理的电路,并结合实际正交衍射光栅的刻线精度,计算了工作台位置检测的有效分辨率。最后,分析了当前几种典型压电陶瓷驱动电路的特点,提出选用直流放大电源的方式作为本系统高压驱动方法,并给出了高压驱动电路图。     

平面衍射光栅分辨率、杂散光测试仪的设计

文章简要说明了测定衍射光栅分辨率、杂散光的意义和测定分辨率、杂散光的方法。从光学系统的象差考虑，确定了测试仪器的总体布局；计算了仪器主体光学系统的若干参数，给出了仪器的技术指标。     

一种测试平面光栅衍射效率的改进方案

一种测试平面光栅衍射效率的改进方案印建平（苏州大学物理系）０引言近年来，浙江大学林中等人［１］采用色散为零的双联同步单色仪系统和微机，从根本上解决了平面光栅相对光谱衍射效率曲线的自动测量，并用源补偿技术对测试结果进行了修正。但由于衍射光通量和反射光通...     

衍射光栅刻划机分度误差的实时测量

本文提出了对光栅分度误差进行实时测量的方法，阐述了此方法的原理和实现过程。对测得数据，根据ｓｔｒｏｋｅ理论分析了分度误差对光栅谱线产生的影响，实践证明，用此方法得到的谱的线轮廓与用光谱法测得的谱线基本一致。     

用双单色仪组成平面衍射光栅的相对衍射效率测试系统的研究

给出了一种用双单色仪组成平面衍射光栅相对衍射效率测试系统的设计方法,分析与探讨了其光学、机械、电子学各部分对系统测量精度产生影响的关键因素及其抑制手段。测试结果及实践证明:该系统各项主要指标较为先进,测试数据可靠稳定。