光栅单色仪的研究

单色仪可广泛地应用于光学测量等仪器中,棱镜单色仪的使用受棱镜材料的限制,为了解决这一问题,基于光栅的分光原理,提出光栅单色仪．、文章分析了单色仪的分类,介绍了光栅单色仪的工作原理,利用软件设计出光栅单色仪的光学系统。设计结果显示,光栅单色仪可对入射自然光实现分光。     

光栅单色仪的研究

单色仪可广泛地应用于光学测量等仪器中,棱镜单色仪的使用受棱镜材料的限制,为了解决这一问题,基于光栅的分光原理,提出光栅单色仪。文章分析了单色仪的分类,介绍了光栅单色仪的工作原理,利用软件设计出光栅单色仪的光学系统。设计结果显示,光栅单色仪可对入射自然光实现分光。     

一种新型单色仪——声光扫描单色仪

在可调谱声光滤光器基础上研制了一种新型单色仪_声光扫描单色仪.工作波长范围4000-7500A,光谱分辨率6A,单色光衍射光强0.14mW,自动扫描速度0.02ms-250s/cycle。该仪器可用于快速光谱扫描、多光谱成象和透明材料的微细结构分析等。     

智能化多光栅单色仪的研制

针对传统光栅单色仪的工作缺陷,采用一个高精度细分步进马达,实现了3个不同光谱区之间光栅的自动转换、波长扫描和滤色片置换等功能.新设计研制的单色仪具有结构简单、工作可靠、光谱范围宽等优点,其原理和方法可在光电子领域获得重要应用.     

用强场中的高次谐波标定单色仪

利用实验中测得的高次谐波,对实验中使用的美国Acton公司生产的VSN－515型0．5m真空紫外单色仪进行标定,标定结果表明,单色仪的数字式波长显示器直接同以0．1nm为单位的波长数值与实际的射线辐射波长值符合的奶好,但是,每次对射线辐射测量时,光栅必须从波长短向波长长的方向进行扫描,否则会出现由于单色仪驱动光栅转传动的步进电机向不同方向转向引起的误差。     

C++Builder环境下光栅单色仪控制系统的设计与实现

为了实现三光栅单色仪控制的自动化,提高扫捕速度,采用C++Builder 6.0设计了全新的控制软件系统.文章详细阐述了光栅单色仪控制系统的程序总体设计,开发语言环境和软件功能.新设计的软件系统界面友好,操作方便,较之以往的手动测量, 简化了控制功能,提高了光谱扫描的自动化程度及扫描速度,使其工作更加可靠,取得了很好的经济效益.     

转动拉曼测温激光雷达的双光栅单色仪研究

纯转动拉曼测温激光雷达中采用双光栅单色仪结构的优点是能提供优于10-7的抑制比,能够很好抑制Rayleigh-Mie散射,得到纯度很高的转动拉曼谱,并且能够提高光的透过率,具有长期的稳定性.光纤、透镜、光栅参数的选择及焦板上光斑的精确定位是双光栅单色仪研制成败的关键.在合适的参数下计算出了双光栅单色仪的滤波函数,高低量子数回波信号强度比以及温度随高度的变化,计算出的温度与代入的温度相差约0.3 K,说明此双光栅单色仪的设计是合理的.     

微机控制的红外光栅单色仪的定标

利用衍射光栅方程,分析可见光谱区标准光源的特征谱线的多级衍射特征,对标准光源的多级衍射进行计算机模拟计算,确定其多级衍射光强分布.测量汞灯特征谱线和He-Ne激光谱线的多级衍射谱分布,确定多级衍射谱的各级级次.对所得数据处理,做出拟合曲线,以多项式拟合方法求得拟合方程.以连续CO2激光器输出激光进行检测,同时以谱线分析仪监测,经过测量其波长,验证红外光栅单色仪定标准确.     

基于反射式三光栅光学系统的金属光栅编码器

传统的透射式二光栅系统为了提高精度,需要高度准直的光源,主光栅和指示光栅之间的间隙很小,一般位于第一菲涅耳焦面上,允差较小,容易擦伤光栅表面。而三光栅系统对光源的准直度要求不高,对光栅间隙变化不敏感,采用细栅距光栅时对光机结构的要求不象二光栅系统那样严格。因此,可将之应用于反射式金属编码器中。深入讨论了反射式三光栅系统的工作原理,基于反射式三光栅光学系统设计了金属光栅编码器的光机结构和信号处理硬件电路,采用对径数字量相加技术补偿反射式金属光栅的安装误差。     

新型面阵式CCD探测器型多光栅单色仪

研制了一种采用面阵式高精度CCD探测器和多光栅结构的新型单色仪,该单色仪采用了多块平面光栅结构的光谱分析系统,无需任何机械转动和位移器件,并采用面阵式高精度CCD光谱探测器,对光谱进行快速准确的数字成像,在很宽的光子能量范围内(200～1100nm)实现对光谱的快速测量和分析,适用于各种光电子实验对象的光谱学分析,光谱分辨精度优于1.0nm.解决了二维光谱探测区的数字化光谱定标,建立了探测象素随波长和能量非线性分布的数学模型.     

新型大相对孔径Schwarzschild光谱成像系统设计

为满足高分辨率大相对孔径宽波段高光谱成像仪的要求,克服Offner光谱成像系统中凸面光栅加工的困难和改进型Czerny-Turner光谱成像系统相对孔径小的缺点,提出一种新型的基于平面光栅的大相对孔径Schwarzschild光谱成像系统,根据反射球面罗兰圆理论分析了该系统的像散校正方法,利用Matlab软件编制了初始结构快速计算程序。作为实例,设计了一个相对孔径为1/2.5,工作波段为400~1000nm的Schwarzschild光谱成像系统。首先利用自己编制的Matlab程序计算初始结构参数,再利用Zemax-EE光学设计软件对该光谱成像系统进行光线追迹和优化设计,并对设计结果进行分析。结果表明,在整个工作波段内,点列图弥散斑的尺寸小于13μm,实现了大相对孔径宽波段像差的同时校正,在宽波段内获得了良好的成像质量,满足设计指标要求,也证明了这种新型Schwarzschild光谱成像系统是可行的,其在航空和航天高光谱遥感领域具有广阔的应用前景。     

高稳定性阵列光栅拼接架设计与验证

光栅拼接是解决光栅口径限制的一种有效途径,而光栅拼接的难点是子光栅的精密调整和稳定性保持。为实现子光栅的精密调整,采用了差动螺纹和压电驱动器两级驱动调整机构,子光栅调整精度可达纳米量级;为提高光栅拼接架结构稳定性,对影响光栅拼接架结构稳定性的因素进行了理论分析,根据分析结果,设计了新型的光栅拼接架,采用整体式支撑结构以提高光栅拼接架的固有频率,用柔性铰链代替弹簧以提高子光栅与光栅支撑架的联接刚度,光栅拼接架的稳定性得到大幅提高。经实验测试,拼接架的稳定时间超过1h,子光栅间相对位移标准差为35.7nm,拼接架满足使用要求。     

单色仪测试光学薄膜透过率的方法讨论

光学薄膜的应用不仅涉及光学元件领域,也是各类显示器如LCD、OLED中实现发光的重要组成部分。从单色仪的测试原理出发,阐述测试光学薄膜透过率参数的方法,从分光效果、光强和单色性三个方面出发分析测试过程中存在的问题,提出解决意见,对光学薄膜的应用有一定的指导意义。     

高光谱分辨率宽刈幅温室气体探测光谱仪设计

为了探测地球大气中的温室气体含量,设计了4种空间分辨率为2 km、地面刈幅宽度为500 km、轨道高度为690 km的气体探测仪光学系统。4个波段的中心波长分别为1.606 μm (弱CO2)、1.660 μm (CH4)、2.064 μm (强CO2)和0.765 μm (O2);光谱分辨率分别为0.08 nm/20000、0.08 nm/20000、0.1032 nm/20000和0.045 nm/17000。整个光学系统由浸没式平面衍射光栅、利特罗式光学结构以及前置系统构成。该系统在奈奎斯特频率处的调制传递函数(Modulation Transfer Function, MTF)值接近80%,且单个像元尺寸内集中了接近90%的衍射能量,可以实现高光谱探测。     

超连续激光单色仪系统级光谱响应度定标比对验证

细分光谱扫描定标技术是实现遥感器高精度光谱辐射定标的重要方式,基于超连续激光单色仪的定标装置是实现遥感器细分扫描定标的新选择。为验证所建立的超连续激光单色仪装置的系统级定标能力,利用硅辐亮度计和滤光片辐射计,分别采用超连续激光单色仪定标装置和可调谐激光定标装置对其进行了系统级绝对光谱响应度定标比对验证。实验结果表明：在所验证波段范围内,两种定标装置获得的硅辐亮度计绝对光谱响应度系统级定标结果最大偏差为0.6%。通道式滤光片辐射计的带内绝对光谱响应度定标结果最大偏差优于0.4%,带内积分响应度最大偏差约0.1%。文中的研究验证了超连续激光单色仪定标装置具有良好的系统级定标能力,能够获得较高的定标精度,在遥感器的绝对光谱响应度定标中具有重要应用前景。     

具有自标定功能的光纤光栅位移传感器

为了解决光纤光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)位移传感器易受温度、振动等外界因素影响而导致测量重复性差的问题,本文利用磁铁非接触的力传递特性,以光纤光栅为核心元件,工字型梁、永磁体等为辅助元件研究了一种无接触的FBG位移自校准装置。利用移动端磁铁与位置标定端磁铁位置重合时,工字型梁所受磁力最大,进行位置信息的自校准,进而提高FBG位移传感器的测量重复性和测量精度。通过将自校准装置安装在卷尺结构的位移传感器上,对其传感特性展开实验研究,结果表明：在0～360 mm的测量范围内,校准前平均均方根误差为5.838 mm,校准后平均均方根误差为0.953 mm。本文采用自校准装置在很大程度上提高了FBG位移传感器的测量重复性,为位移传感器的环境适应性优化提供了一种新方法。     

一个微机化高精度光谱定标系统

微机化高精度光谱定标系统是光电系统和遥感仪器的重要装调和定标装置。可工作在0.20～25μm,配上Super-Ⅱ微机和Epson的FX100宽行打印机后,加上接口装置可实施对定标数据的自动采集、处理和拷贝。用微机编程方法实现该装置的实时控制和协调制备所需的光谱图谱,也可制备所需的辅助数据。     

扫描激光波长计

本文报道一台适用于连续可调谐激光器自动扫描控制的激光波长计．它由两组游标标准具ＶＥＴ（ＶｅｒｎｉｅｒＥｔａｌｏｎ）和一旋光单色仪ＯＡＭ（ＯｐｔｉｃａｌＡｃｔｉｖｉｔｙＭｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｏｒ）组成，波长测量重复精度优于±５０ＭＨｚ，测量波段为０．４～１．２μｍ。文中给出了在０．９３μｍ附近实验结果。