小型高分辨率中阶梯光栅光谱仪光学设计

为了克服传统光栅光谱仪小体积与高分辨率无法共存的缺点,提出一种以中阶梯光栅为核心色散元件、反射棱镜为辅助色散元件的光谱仪光学设计方法.具体分析了中阶梯光栅的基本原理,从光路设计和元件参数设计两方面进行仪器光学设计,最后设计了一个焦距为150 mm、光谱范围为200 nm～600 nm、理论光谱分辨能力为0.1 nm的中阶梯光栅光谱仪,仿真和实验表明,设计的光谱仪在Hg灯253.652 nm处光谱分辨能力为0.023 9 nm,在Hg灯546.074 nm处光谱分辨能力为0.061 nm,满足设计指标要求.     

基于数字微镜器件的中阶梯光栅光谱仪的光学系统设计

研究了一种基于数字微镜器件(DMD)具有新型光路结构的中阶梯光栅光谱仪,并采用新的谱图信息接收方式来降低其使用成本和数据处理过程的复杂程度。将具有单波长选通功能的DMD与一维探测器光电倍增管(PMT)相结合接收中阶梯光栅光谱仪的光谱信息,在降低仪器成本的同时将中阶梯光栅光谱仪谱图还原算法与DMD扫描驱动算法相整合,提高了算法效率。由于DMD的填充因子比CCD稍低,该类光谱仪对成像质量和能量集中度提出了更高的要求。本文根据DMD型中阶梯光栅光谱仪特点,在有限的可挑选的光学材料下,采用多重优化的方式合理设计了中阶梯光栅光谱仪准直镜、中阶梯光栅、棱镜、聚焦镜等各个光学元件的光路结构参数,并且在Czerny-Turner结构中加入校正透镜和场镜,校正了系统所有像差,提高了整个光学系统的成像质量和光谱分辨率。最终设计的光谱仪系统分辨率达0.01nm,单个微反射镜内的光斑能量聚集度达到70%。     

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。     

Fabrication of holographic blazed grating with Fourier synthesis exposure

A simple, direct, and universal fabrication method for holographic blazed gratings is proposed and a 79 lines/mm holographic echelle grating with 4 μm depth quasi-triangular grooves experimentally demonstrated as an example of a blazed grating fabricated directly by Fourier synthesis exposure. With the method, we converted a periodic grating groove profile into the exposure energy spatial distribution on the surface of a photoresist with the response characteristics of the particular photoresist. Then the exposure energy could be decomposed into a series of sinusoidal functions using Fourier series, and realized by superposing a series of two-beam interference patterns. In contrast with mechanically ruled gratings, the fabrication process of holographic gratings is quite quick and low cost, and especially no Rowland ghosts appear in their dispersion spectrum. The reported work will offer a new approach for blazed grating fabrication with a holographic process.     

高分辨率阶梯光栅光谱仪的光学设计

简述阶梯光栅的基本原理和在天文学中的应用,分析并比较了阶梯光栅光谱仪与普通平面闪耀光栅光谱仪的区别。为正在研制中的一架国产4m通光口径的光谱巡天望远镜(简称LAMOST)设计了高分辨率阶梯光栅光谱仪的光学方案,该设计方案采用了白光孔径准直镜系统,大闪耀角的R4阶梯光栅和无遮拦的离轴折叠Schmidt照相机。     

大型中阶梯光栅衍射效率测试仪器设计与集成

光栅衍射效率反映光栅的设计与刻划质量,对于使用者和制造者均至关重要。针对国内首台500 mm×400 mm中阶梯衍射光栅刻划机的研制,有必要构建相应的衍射效率测试系统,以定量评价光栅的制作水平,为光栅设计与制造工艺的改进提供必要的测试手段。基于串联色散相减原理,改进了常规C-T结构的测量单色仪光路,并对前置单色仪、测量单色仪光路进行联合优化,设计了待测光栅多维调整台、探测器组件等。提出了N.A.为0.1的三光栅扫描前置单色仪的标定方法,以及测试仪器的系统误差修正方法。前置单色仪标定结果表明,其在190~1 100 nm光谱范围内的波长输出精度为±2 nm,程控狭缝开启精度为0.002 mm。修正后的衍射效率测量精度为2%,重复精度为0.5%。初步的测量结果显示,测试设备可以满足500 mm×400 mm中阶梯光栅衍射效率定量检测需求,在工作谱段内实现衍射效率-波长连续曲线的自动测量。     

Désavantage socioéconomique du quartier et comportements antisociaux des adolescents: Quelle est l'échelle spatiale la plus probante?

Over the past two decades, a significant number of studies in the United States, Canada and Europe have attempted to identify links between neighbourhood characteristics and antisocial behaviour of children and adolescents. Despite the abundance of work, the question of the choice of spatial scale has received little attention. Indeed, few studies have used different scales simultaneously in order to identify the most relevant scale. The aim of our study is precisely to identify the spatial scale in the most convincing explanation of antisocial behaviour violent and nonviolent in mid-adolescence and to better understand whether these are the characteristics of the immediate social environment at home or those of a much larger space that best explain the frequency of these behaviours. Using data from the a Montreal longitudinal study (ELEM) for 1037 boys from neighborhood socioeconomically disadvantaged, we tested the influence of different spatial scales defined from buffer zones (5, 10, 15, 20 and 30 minutes walk) from the residence of the child. The results show a significant relationship between low socioeconomic area and violent behaviour regardless of the spatial scale used. However, this relationship is significantly stronger for the smaller spatial units. (PsycINFO Database Record (c) 2011 APA, all rights reserved)     

中阶梯光栅光谱仪波段范围校正装置

为了保证中阶梯光栅光谱仪能够具有足够的波段范围,设计了一套校正装置,对该校正装置的校正原理、波段校正范围、校正分辨率等问题进行了讨论和研究。首先,对中阶梯光栅光谱仪的光学元件进行了公差分析,并介绍了自动光谱校正的原理和流程。选定聚焦镜作为调整环节并根据CCD接收器像面的利用情况给出了调整分辨率要求,然后设计了校正装置,并对校正装置的分辨率进行了理论计算。最后,对校正装置的校正效果进行了实验验证。实验结果表明:校正装置在方位方向的校正分辨率可达0.006 25°、俯仰方向的分辨率可达0.006 25°、前后方向的分辨率可达0.005mm。校正装置可以将10像素的波段偏移调整回CCD正常接收范围内,从而保证光谱仪器的全谱段波段范围。     

太阳光栅光谱仪方案设计

简述了光谱仪的原理、阶梯光栅的基本原理和光栅光谱仪的特性参数。针对目前国内正在研制的光纤阵列太阳光学望远镜,提供了一种太阳光栅光谱仪结构的设计方案。根据太阳光栅光谱仪接收整个太阳光谱的要求,该方案采用了双狭缝设计。根据太阳光栅光谱仪尺寸大、分辨率高、色散大的特点,该设计方案采用了白瞳设计,并对结构中各个元件的选择进行简要阐述。光谱仪采用光纤接入,光栅工作在准Littrow角条件下,以获得高衍射效率,同时辅以棱镜增大横向色散,分开重叠的光谱级次。整个系统结构简单紧凑,可以有效地缩小光谱仪尺寸。     

中阶梯光栅刻划误差要求分析

中阶梯光栅作为高色散和高分辨率光学器件,已经广泛的应用于大型光谱仪器之中。在中阶梯光栅的刻划过程中,存在刻划误差,这将严重影响光栅衍射性能,最终使得衍射效果产生缺陷。针对此情况,定量分析了中阶梯光栅的刻划误差对衍射光谱、衍射级次、波前误差、鬼线强度、杂散光强度的影响以及提出了一种从衍射效率角度分析刻划误差的方法。在满足一定条件下,求得上述因素对应的刻划误差分别为:1 265.8 nm、352 nm、37 nm、112 nm、3.4 nm。这对光栅刻划时限定刻划机的刻划精度提供了直接和重要的参考。