高光譜分辨率紫外平場光譜儀的研制
本文選題:光譜儀 + 球面光柵 ; 參考:《光譜學(xué)與光譜分析》2015年06期
【摘要】:光柵作為一重要的分光元件,廣泛應(yīng)用于各類光譜儀,其中球面變線距平場光柵以其獨(dú)特的平場特性使其容易與陣列探測器結(jié)合使用,一次實(shí)現(xiàn)寬光譜范圍的記錄。商業(yè)球面平場光柵一般只會(huì)提供光柵的公稱線密度以及相應(yīng)的安裝參數(shù),而不會(huì)提供光柵具體的變線距參數(shù),并且提供的安裝參數(shù)是針對整個(gè)使用波段優(yōu)化的結(jié)果。使用者往往只需要其中的一部分波段。針對這種情況,根據(jù)球面平場光柵聚焦、分光原理,利用生產(chǎn)廠家提供的光學(xué)元件安裝參數(shù)給出了推導(dǎo)球面變線距光柵變線距參數(shù)的方法。并給出了利用這些參數(shù),根據(jù)光譜儀的實(shí)際工作波段確定最佳的CCD安裝位置的方法。根據(jù)推導(dǎo)的光柵變線距參數(shù)可以對光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行光學(xué)追跡已驗(yàn)證光學(xué)系統(tǒng)的性能。研制了一臺(tái)高分辨率紫外平場光譜儀,覆蓋光譜范圍230~280nm。采用的球面變線距光柵公稱線密度為1 200lines·mm-1,使用波段為170~500nm。推導(dǎo)了該光柵的變線距參數(shù),并針對230~280nm波段對CCD的安裝位置進(jìn)行了優(yōu)化。同時(shí)利用不同元素的標(biāo)準(zhǔn)光源空心陰極燈對光譜儀進(jìn)行了波長標(biāo)定和光譜分辨率測試。波長標(biāo)定采用參數(shù)擬合法,整個(gè)波段范圍內(nèi)的標(biāo)定精度優(yōu)于0.01nm。光譜分辨率測試的結(jié)果表明光譜儀的光譜分辨率達(dá)到0.08nm@280.20nm。
[Abstract]:As an important spectrometer, grating is widely used in various spectrometers, in which the spherical aberration field grating is easy to be used in combination with array detectors because of its unique flat field characteristics, so that the recording of wide spectral range can be realized at one time. Commercial spherical flat field gratings usually provide only the nominal linear density and the corresponding installation parameters of the grating, but not the specific variable line distance parameters of the grating, and the installation parameters are optimized for the whole band. Users often only need part of the band. In view of this situation, according to the focusing and splitting principle of spherical flat field grating, the method of deducing the variable line distance parameter of spherical variable-line-distance grating is given by using the installation parameters of optical element provided by the manufacturer. The method of determining the best CCD installation position according to the actual working band of the spectrometer is given by using these parameters. The performance of the optical system can be verified by optical tracing based on the variable line distance parameters derived from the grating. A high resolution UV flat field spectrometer with a spectral range of 230 nm and 280 nm has been developed. The nominal linear density of the spherical variable-line-distance grating is 1 200lines m ~ (-1), and the wavelength band is 170 ~ 500nm ~ (-1). The variable line distance parameters of the grating are derived, and the installation position of 230~280nm band is optimized. At the same time, the spectrometer was calibrated and the spectral resolution was measured by using the standard light source hollow cathode lamp with different elements. The calibration accuracy of wavelength calibration is better than that of 0.01 nm. The spectral resolution test results show that the spectral resolution of the spectrometer is 0.08nm@ 280.20nm.
【作者單位】: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)精密機(jī)械與精密儀器系;中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)(2011YQ120023) 中央高;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(WK2310000038)資助
【分類號(hào)】:TH744.1
【共引文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):2043660
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