光栅单色器的检查和调整

本文介绍了调整和检查红外分光光度计中最常采用的自准型光栅单色器的步骤和方法,这种方法可以推广到其他类型单色器的调整中去。     

蒙特卡洛法在光栅单色器波长校正中的应用

本文以荧光分光光度计中单色器为例,采用蒙特卡洛方法进行波长补偿校正,即利用计算机生成大量的随机数来估算波长准确度补偿曲线的参数值,这些参数满足该补偿曲线上的点到波长校正点有最小的偏差。该方法克服了光机结构的误差所带来的影响,降低了调试成本。实验结果表明:经过波长校正单色器波长准确度误差小于±0.2nm,验证了蒙特卡洛方法在光栅单色器波长正中应用的可行性,为校准单色器波长提供了一种新的方法。     

行业信息与动态

新产品新成果753E微机型紫外可见分光光度计上海光学仪器厂开发成功的753E微机型紫外可见分光光度计，已投放市场。该仪器采用光栅单色器，色散均匀，光谱范围宽，波长准确度高。仪器采用专用自动调整机构，可使光谱带宽保持不变，测试重现性好。仪器采用微机控制，键盘操作，数字直读，具有数字调零、调满度、比色器误差校正、存贮、打印、记录测试数据等功能。（顾乃新）野外快速光谱仪中科院上海技术物理研究所研制成功的野外快速光谱仪，于不久前通过了市级技术鉴定。该仪器主要性能指标：波长范围：0’45～0．95am；波长间隔：＜Znm…     

略论紫外可见分光光度计对光栅的基本要求

本文详细讨论了紫外可见分光光度计对光栅的基本要求;分析了用于紫外可见分光光度计的光栅之输出能量、波长范围、杂散光和分辨率等方面的要求;对杂散光和分辨率的测试方法也作了简单讨论;本文可供从事紫外分光光度计、光栅单色仪设计以及研制光栅的工作者参考。     

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。     

72型分光光度计的使用和维修

上海第三分析器厂生产的721型分光光度计,是一种常用的可见分光光度计。它具有取样少、分析快、灵敏度高和结构紧凑等特点,因而许多工矿企业、医院以及科研单位用该仪器作定量比色分析。721型分光光度计由光源、单色器、狭缝调节、比色皿座、稳压电源和电子放大器等部件组成,仪器方框原理图如图1所示。     

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。     

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。     

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。     

全息凹面光栅和Ⅳ型环面全息光栅设计

本文根据Namioka全息凹面光栅设计的几何理论,叙述了Seya—型单色器全息凹面光栅设计以及Ⅳ型消象差环面全息光栅设计,并建立了设计程序。经光线追迹计算表明,所得到的全息光栅单色器设计,确实提供了较为理想的象质。     

弱辐射光谱编码测量技术的研究

本文将多通道并行检测技术应用于常规的扫描型光谱仪,基于国产WDP500-2A型平面光栅单色仪设计了光谱编码测量系统并进行了实验验证.该系统利用两块多狭缝编码模板分别取代原仪器中的入射狭缝和出射狭缝,既增大了进入仪器的辐射通量,又实现了多个光谱元同时测量的多通道优点,大大提高了仪器分析弱辐射信号的能力.为简化编码运动机构,文中设计了具有循环编码构形的编码模板.模板上的狭缝设计成圆弧状以便有效地补偿衍射光栅的光谱线弯曲,减小测量误差.     

时栅位移传感器的动态特性研究

为了解决时栅角位移传感器的动态测量问题,在基于静态的时栅位移传感器电磁仿真的基础上,通过引入运动单元模块,建立了时栅位移传感器的动态电磁仿真模型。通过分析时栅位移传感器的感应电动势幅值信号和感应频率信号,得到了动态条件下的时栅位移传感器感应电动势幅值和频率与转子转速的关系,并测算了磁场式时栅位移传感器在激励频率为400Hz的情况下,理论上能够达到的极限转速为8r/min。实验结果表明,转子转速在0～8r/min时传感器动态误差为±1.4″,速度超过8r/min时传感器精度开始恶化,转子转速为10r/min时传感器误差为±8.2″。     

高精密单轴伺服转台结构设计

文中从总体需求出发,设计了一台高精密单轴伺服转台。根据总体技术指标要求,确定转台与安装平台及负载的接口尺寸;通过计算转台承受的负载和实际工况,选择直流力矩电机直接套轴驱动的传动方式;依据光栅测角传感器特点,选择单光栅与2个读数头结合的方式来提高测角精度。采用有限元分析方法完成转台的静力学性能分析和动力学模态分析,得出在仿真条件下转台的应力分布和位移分布情况以及转台前6阶振型和固有频率。结果表明,该型转台满足系统的技术指标要求,设计合理可行。     

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。     

紫外平面刻划光栅杂散光数值分析及测量方法

杂散光是光栅的重要技术指标,它直接影响光栅的信噪比,尤其紫外波段的杂散光对光谱分析更为不利。为了考察平面刻划光栅在光谱仪器中使用时产生的杂散光,采用基于传统Fresnel-Kirchhoff衍射方程导出的杂散光相对强度表达式,数值分析了杂散光产生的原因。数值模拟结果表明,紫外平面刻划光栅刻槽周期随机误差以及刻槽深度随机误差是杂散光的主要来源,而光栅杂散光对光栅表面小尺度随机粗糙度并不敏感。另外,提出了平面光栅光谱仪出射狭缝相对宽度的概念,并数值分析了仪器出射狭缝高度及出射狭缝相对宽度与杂散光强度的关系。此理论分析方法分别为如何在光栅制作工艺中从根源上降低光栅杂散光以及在光栅应用过程中从使用方法上降低光栅杂散光提供了理论参考依据。最后,为了与采用滤光片法测得的光栅杂散光实验值进行比较,给出了理论求解杂散光总强度的求和公式,并对四个不同波长的杂散光进行了多次测量,使理论值和实验值的相对误差控制在13%左右。     

Shear horizontal wave transduction in plates by magnetostrictive gratings

Shear horizontal waves are very useful in nondestructive evaluation applications because of their non-dispersive property. The objective of this research is to investigate frequency-tuned shear horizontal wave transduction in plates by using magnetostrictive nickel gratings. Since wireless energy conversion between magnetic energy and acoustic energy in magnetostrictive material can take place, the generation and measurement of waves by the magnetostrictive principle have recently received much attention. In this work, a grating-type magnetostrictive transducer was considered for SH wave transduction; waves can be effectively tuned at desired frequencies by changing grating size and distance. The present experiments showed that the bias field strength and grating width should be selected appropriately to avoid generating unwanted wave modes such as the S0-Lamb wave modes. It is also confirmed from experiments that the grating distance controls the center (or tuning) frequency of the grating transducer.     

基于双光栅尺的高速高精度位移测量方法

提出了一种基于双光栅尺的高速高精度位移测量方法。在分析光栅尺测量原理的基础上,探讨双光栅尺信号的切换合成;通过对莫尔条纹电子细分计数脉冲切换误差的分析,研究减小切换合成误差的方法;采用可编程逻辑器件FPGA设计信号处理电路,并通过逻辑、时序仿真,验证了本方法的可行性。实验结果表明:此方法在光栅尺移动速度＞1 m/s时,具有10 nm分辨率,可满足新一代运动定位系统对高速高精度位移测量的要求。     

数控研磨机研磨去除量的在线监控系统试验研究

将光栅测量系统和数控技术用于高速研磨机上,从而给研磨机增加监控功能,这是新型高速研磨机的发展方向。光栅测量系统具有数字化、精度高和安装方便等优点,故选用光栅测量系统测量压头的位移,并利用计算机实现相应的控制。介绍了光栅测量系统的组成、工作原理及主要技术参数,并对数控研磨机监控装置的组成和监控原理进行了分析,对高速研磨机的设计优化具有参考价值。     

变频调速控制多腔液压缸液压系统节能研究

由于能量密度高、结构紧凑和噪声低,电液控制系统被广泛应用于工业生产中。定转速电机驱动变量泵系统为了匹配控制系统执行器速度以及多执行器功率,电机和泵都按系统最大功率匹配,电机在部分负载工况下效率较低,甚至达到15%,并且变量泵也常工作在小排量区,导致电液动力源在部分负载工况下效率更低。为此提出变转速电动机驱动定量泵方案,并采用多腔液压缸,在低负载功率需求下,采用小面积油腔连接方式,在高负载功率下,采用大面积油腔连接方式,从而提高电动机能量效率,进而提高系统能效。