国家自然科学基金(60478043)
- 作品数：14 被引量：117H指数：8
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- 相关机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院研究生院中国科学院大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金吉林省科技发展计划基金“十一五”国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：机械工程理学电子电信一般工业技术更多>>
- 中阶梯光栅光谱仪的谱图还原与波长标定被引量：19
- 2010年
- 研究了与中阶梯光栅光谱仪相关的二维重叠光谱的实时还原与波长自动标定技术。基于分光系统主色散及横向色散规律及它们之间的相互关系,建立了3个变换矩阵M1,M2和M3,由此给出了中阶梯光栅光谱仪面阵CCD上所有接收点处空间坐标与波长关系的谱图矩阵Mλ-XY,利用中心波长与自由光谱区特性获得了理想的无重叠谱图数据模型。提出了信号光斑识别方法,并对信号光斑位置坐标进行准确定位;结合所建立的谱图数据模型,实现了对二维重叠谱图的快速还原与标定。实验结果表明:该方法在中阶梯光栅光谱仪谱图分析中不仅实时性强,而且波长精度可达0.01nm,满足中阶梯光栅光谱仪高分辨率、全谱瞬态直读等要求。
- 唐玉国陈少杰巴音贺希格崔继承陈今涌
- 关键词：中阶梯光栅中心波长
- 中阶梯光栅光谱仪的光学设计被引量：38
- 2010年
- 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。
- 唐玉国宋楠巴音贺希格崔继承陈今涌
- 关键词：中阶梯光栅光谱仪中阶梯光栅光学设计
- 凹面光栅衍射效率测试仪精度分析和优化被引量：7
- 2012年
- 分析和优化了凹面光栅衍射效率自动测试仪的测量精度,以提高凹面光栅相对衍射效率测量结果的准确性。根据凹面光栅相对衍射效率测量原理,对凹面光栅出射光谱增宽、衍射光束截面变化、光源辐射亮度的控制和测量波长同步精度等影响测量准确性的因素进行分析,给出了必要的运算关系式。采用回归分析等数学方法,基于大量实验数据建立了测量结果的优化公式,并将该公式编入测量程序,实现了在测量结束的同时自动优化测量结果。实验表明,经过优化后的测量值更加准确,与相对衍射效率理论值的偏差均在±2.5%以内,有效提高了仪器的测量精度。该方法操作简单,无需添加或改动仪器的任何部件,可满足仪器实时性强、测量准确的要求。
- 寇婕婷吴娜巴音贺希格唐玉国齐向东于宏柱
- 关键词：衍射效率
- 紫外全息闪耀光栅的制作被引量：10
- 2010年
- 通过理论计算研究了影响闪耀光栅衍射效率的因素,并利用离子束刻蚀模拟程序模拟刻蚀闪耀光栅来确定闪耀光栅的制作参数。以理论计算的闪耀光栅参数为依据,以刻蚀模拟程序为指导,基于全息-离子束刻蚀工艺制作了闪耀波长分别为250nm和330nm,光栅尺寸分别为85mm×85mm,60mm×60mm,线密度均为1200lp/mm的闪耀光栅。第一种光栅闪耀角为8.54°,非闪耀角为72°,其250nm波长自准直入射时的-1级衍射光衍射效率约为81%;第二种光栅闪耀角为11.68°,非闪耀角为74°,330nm波长自准直入射时的-1级衍射光衍射效率约为80%。实验结果表明,提出的方法可以在制作闪耀光栅的过程中实现对闪耀角的精确控制,获得的实验结果与理论计算结果符合较好。利用该方法能够在大尺寸基底上获得衍射效率>75%的紫外闪耀光栅。
- 谭鑫李文昊巴音贺希格齐向东
- 关键词：闪耀光栅衍射效率
- 基于Dyson同心光学系统的消色差Féry棱镜高光谱成像仪的设计被引量：12
- 2012年
- 为实现高光谱成像系统小型化、轻量化和高成像质量的要求,并使全工作波段具有更高的光学效率,提出以Féry棱镜组合作为分光元件的Dyson高光谱成像仪系统,系统中引入消色差棱镜组合以减小光谱的非线性色散,使棱镜系统色散的线性度达到较高。结果表明,可见-近红外(VNIR)光谱通道的光学调制传递函数(MTF)达到0.9以上,光谱分辨率为4.2～6.8nm。短波红外(SWIR)光谱通道的MTF达到0.73～0.87,光谱分辨率为6.4～12.5nm。通过消色差Féry棱镜组合的设计,该光学成像系统两个光谱通道内的相对谱线弯曲均小于0.05%,色畸变小于0.13%。
- 杨晋唐玉国巴音贺希格崔继承齐向东
- 关键词：光谱学高光谱成像仪
- 制作平面全息光栅的离轴抛物镜/洛埃镜干涉系统被引量：13
- 2011年
- 设计和制作具有较高波前平面度和结构稳定的干涉曝光系统是研制高质量平面全息光栅的首要条件。对离轴抛物镜/洛埃镜系统、单透镜/洛埃镜系统、球面反射镜/洛埃镜系统和双分离透镜/洛埃镜系统等4种单反射镜干涉曝光系统产生的干涉条纹直线度进行了光线追迹。在干涉场中放置标准光栅,使用于曝光的两束平行光入射到光栅上,从而衍射光相干叠加产生莫尔条纹;并对上述4个系统产生的莫尔条纹做了模拟。利用Zernike多项式对莫尔条纹进行拟合得到干涉曝光系统的波前像差,比较了4个系统的差异。结果表明,采用离轴抛物镜/洛埃镜系统制作中、小口径平面全息光栅是最为合适的。在此基础上,研制了用于制作最大尺寸为110 mm×110 mm,刻线密度〉1 200 l/mm的平面全息光栅的离轴抛物镜/洛埃镜干涉曝光系统,在洛埃镜和离轴抛物镜面形精度为λ/8（λ=632.8 nm）的前提下,平面全息光栅的衍射波前像差为0.239 6λ（λ=550 nm）。此系统经过消除外界扰动和精细装调后,可用于制作衍射波前像差达λ/6~λ/7（λ=550 nm）以上的平面全息光栅。
- 巴音贺希格邵先秀崔继承李文昊齐向东
- 新型便携式中阶梯光栅光谱仪光学设计与消杂散光研究被引量：20
- 2015年
- 中阶梯光栅光谱仪凭借着高分辨率、小体积、全谱瞬态直读等优异特性成为了现代光谱仪器研究的热点和重点。为了进一步缩小它的体积,提高仪器信噪比和检出限,设计了一种新型结构的中阶梯光栅光谱仪,其折叠主光路的设计可以在不改变成像质量、不降低光谱分辨率的前提下减小仪器体积,光学尺寸小于165 mm×70 mm×65 mm,光谱分辨率为0.06 nm@200 nm。同时设计了挡板、光阑等结构减小仪器的杂散光,经过光线追迹仿真实验,新型中阶梯光栅光谱仪杂散光低于2×10-5,显著地提高了仪器的信噪比。
- 杨晋尹禄姚雪峰巴音贺希格唐玉国朱继伟
- 关键词：光学设计中阶梯光栅光谱仪杂散光
- 紫外平面刻划光栅杂散光数值分析及测试被引量：10
- 2009年
- 杂散光是光栅的重要技术指标,它直接影响光栅的信噪比,紫外波段的杂散光对光谱分析尤为不利。为了考察平面刻划光栅用于光谱仪器时产生的杂散光,采用标量衍射理论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。提出了平面光栅光谱仪出射狭缝相对宽度的概念,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,从而分别为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4个不同波长的杂散光进行了多次测量。结果表明,当刻槽周期随机误差、刻槽深度随机误差和表面随机粗糙度分别取0.8nm、0.5nm和1.2nm时,理论值和实验值的相对误差可控制在13%左右。
- 巴音贺希格李燕吴娜于海利张善文齐向东
- 关键词：衍射光栅杂散光
- 利用同质缓冲层溅射生长c轴择优取向氮化铝薄膜被引量：1
- 2007年
- 采用射频反应磁控溅射技术,利用低温低功率下生长的氮化铝(AlN)作为缓冲层,在铟锡复合氧化物(ITO)玻璃衬底上制备出具有良好c轴择优取向的多晶AlN薄膜.采用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)研究了缓冲层对薄膜结晶特性和表面形貌的影响.结果表明,该缓冲层在提高AlN薄膜结晶质量的同时,薄膜的表面粗糙度由19.1 nm减小到2.5 nm,使薄膜表面更为平滑、致密.剖面扫描电子显微镜(SEM)照片显示AlN晶粒呈高度一致的柱状生长体制.通过分析样品的透射光谱,计算得到AlN薄膜的折射率和消光系数分别为2.018 7和0.007 7.
- 梁俊华郭冰刘旭
- 关键词：ALN薄膜反应磁控溅射缓冲层
- 高速便携式近红外光栅光谱仪光电系统设计被引量：4
- 2009年
- 设计制作了一种基于线阵CCD和USB2.0数据采集系统的高速便携式近红外光栅光谱仪。给出了该光谱仪的光学系统设计,分析了其测控系统的设计方案及特点,并给出了具体实现方法。分光系统采用平面光栅为分光元件,球面反射镜为成像物镜,实现了平谱面和较小的谱线弯曲(<4.2%),利于CCD探测器接收。测控系统采用现场可编程门阵列(FPGA)和USB2.0接口技术,不仅优化了硬件电路结构,而且大大提高了数据采集速度,最快可达2MB/s。对测量结果进行分析,并给出了波长标定结果。实验结果表明,该光谱仪高速便携,波长精度可达1nm。
- 陈少杰唐玉国巴音贺希格李延超于宏柱崔继承
- 关键词：近红外光谱技术线阵CCD现场可编程门阵列USB
