【摘要】：Seya-Namioka光柵是凹面光柵單色儀的核心元件,由于其不僅具有色散功能,還具有將衍射光線聚焦的作用,用它作色散元件不僅可以省去輔助的聚焦光學(xué)元件,還可以減小光譜儀器的體積,利于實(shí)現(xiàn)單色儀的小型化與便攜式,在光譜分析領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。隨著光柵單色儀的不斷發(fā)展,對(duì)光柵光譜性能的要求也日漸提高,對(duì)于Seya-Namioka凹面光柵的消像差設(shè)計(jì)以及小型高分辨率單色儀優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究工作變得十分活躍。鑒于此,本論文針對(duì)Seya-Namioka凹面光柵的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行改進(jìn),并對(duì)光柵參數(shù)誤差分析等一系列問題做了深入的研究。主要研究工作如下:第一、本文在凹面光柵消像差方法和點(diǎn)列圖均方根函數(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合兩種優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn),提出了將兩種方法結(jié)合的一體化設(shè)計(jì)方法,利用各像差系數(shù)的平方加權(quán)求和作為優(yōu)化的次級(jí)目標(biāo)函數(shù),將優(yōu)化結(jié)果帶入均方根函數(shù)中求得最優(yōu)參數(shù)解,不僅能夠明確的給出各種像差的表達(dá)式,而且克服了傳統(tǒng)消像差設(shè)計(jì)方法中每種像差獨(dú)立優(yōu)化不能明確的表示光譜的成像質(zhì)量的缺點(diǎn),同時(shí)也解決了傳統(tǒng)的均方根函數(shù)計(jì)算困難的問題,有利于高分辨率光柵單色儀的研制。第二、一體化設(shè)計(jì)方法的推導(dǎo)及驗(yàn)證。對(duì)比一體化設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法所得光柵的優(yōu)化參數(shù),在相同使用條件的基礎(chǔ)上,模擬不同優(yōu)化參數(shù)點(diǎn)列圖的成像情況,證明一體化設(shè)計(jì)方法對(duì)光柵的成像質(zhì)量有明顯的改善。并應(yīng)用一體化設(shè)計(jì)方法具體的設(shè)計(jì)了一種凹面光柵。第三、本論文在優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用光線追跡點(diǎn)列圖的方法對(duì)所設(shè)計(jì)的Seya-Namioka光柵進(jìn)行像質(zhì)評(píng)價(jià),并針對(duì)產(chǎn)生較大離焦像差的曲率半徑誤差進(jìn)行了補(bǔ)償作用分析,通過改變使用參數(shù)補(bǔ)償曲率半徑誤。在滿足儀器設(shè)計(jì)要求的前提下,增大了曲率半徑的誤差容限,有利于光柵使用過程中的誤差裝調(diào),對(duì)整個(gè)單色儀的研制有一定的指導(dǎo)作用。
【圖文】：

圖 1.2 單色儀的外觀圖.Vashchenko, Ye.A. Loza 等人研究了適用于非傳設(shè)計(jì)不同的是，這種方法不采用全局坐標(biāo)，即將個(gè)局部的坐標(biāo)系來進(jìn)行計(jì)算，這種方法對(duì)于非球的優(yōu)化作用，并可以獲得精準(zhǔn)的光譜圖像，此外

小型三光柵單色儀示意圖
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN25

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2581248