一種傅里葉變換平面光柵相對(duì)衍射效率測(cè)試儀制造技術(shù)

一種傅里葉變換平面光柵相對(duì)衍射效率測(cè)試儀屬于光譜技術(shù)領(lǐng)域，目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)出射光譜帶寬不一致的問題，提高測(cè)量精度、簡(jiǎn)化操作步驟、提高測(cè)量效率。本發(fā)明專利技術(shù)的光源模塊發(fā)出的光依次經(jīng)入射孔和可選擇光闌照射到凹面準(zhǔn)直鏡C后照射到轉(zhuǎn)臺(tái)上的參考平面反射鏡或待測(cè)光柵后經(jīng)凹面成像鏡匯聚于出射孔；出射孔的出射光經(jīng)離軸準(zhǔn)直鏡準(zhǔn)直、分光立方體A分光、固定角錐體A及運(yùn)動(dòng)角錐體A反射后由離軸成像鏡匯聚于主探測(cè)器；穩(wěn)頻激光器發(fā)出的激光經(jīng)分光立方體B分光、固定角錐體B及運(yùn)動(dòng)角錐體B反射，匯聚在參考探測(cè)器；運(yùn)動(dòng)角錐體A和運(yùn)動(dòng)角錐體B一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)，主探測(cè)器進(jìn)行等光程差數(shù)據(jù)采集，對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行光譜還原、相對(duì)衍射效率計(jì)算。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種傅里葉變換平面光柵相對(duì)衍射效率測(cè)試儀
本專利技術(shù)屬于光譜
，具體涉及一種傅里葉變換平面光柵相對(duì)衍射效率測(cè)試儀。
技術(shù)介紹
光柵光譜儀憑借其優(yōu)異的性能，被廣泛應(yīng)用于光譜分析、前沿交叉學(xué)科、社會(huì)民生等領(lǐng)域。其中，衍射光柵(以下簡(jiǎn)稱光柵)是光柵光譜儀的核心元件，其性能參數(shù)直接影響光譜儀器性能，光柵的主要指標(biāo)有多種，包括衍射效率、衍射波前、分辨力、雜散光強(qiáng)度和鬼線強(qiáng)度，上述指標(biāo)中，衍射效率決定了光譜儀器的能量傳輸能力，是評(píng)價(jià)光柵性能最為重要的技術(shù)指標(biāo)之一。衍射效率分為絕對(duì)衍射效率和相對(duì)衍射效率，在實(shí)際應(yīng)用中，衍射效率通常指的是相對(duì)衍射效率，即探測(cè)器接收到的給定級(jí)次和波長(zhǎng)的衍射光通量與接收到的標(biāo)準(zhǔn)反射鏡的反射光通量之比。光柵使用者往往對(duì)所需求的光柵提出要求，要求光柵的衍射效率在某一波長(zhǎng)λ的第m級(jí)次必須達(dá)到規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)；因此，光柵的研制和生產(chǎn)單位，對(duì)其研制、生產(chǎn)的光柵需進(jìn)行光柵衍射效率的測(cè)試?，F(xiàn)有的平面光柵相對(duì)衍射效率測(cè)試儀器中，普遍采用雙單色儀的結(jié)構(gòu)形式，參見附圖1，現(xiàn)有的平面光柵相對(duì)衍射效率測(cè)試儀器的光路結(jié)構(gòu)包括光源外光路、前置單色儀、測(cè)量單色儀和控制器。光源外光路包括鎢燈1、氘燈2、聚光鏡3。前置單色儀包括入射狹縫A4、凹面準(zhǔn)直鏡A5、分光光柵6、反射聚光鏡7、殼體A8。測(cè)量單色儀包括入射狹縫B9、凹面準(zhǔn)直鏡B10、待測(cè)光柵11或參考平面反射鏡12、轉(zhuǎn)臺(tái)13、反射聚光鏡14、殼體B18、出射狹縫15和光電倍增管16。光源外光路和前置單色儀為測(cè)量提供單色光，控制器17控制分光光柵6和待測(cè)光柵11的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，使兩單色儀輸出同一波長(zhǎng)單色光。光電倍增管17分別接收來(lái)自待測(cè)光柵11的衍射光和參考平面反射鏡12的反射光，并計(jì)算他們的比值。當(dāng)測(cè)量下一波長(zhǎng)時(shí)，控制分光光柵6和待測(cè)光柵11的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，實(shí)現(xiàn)不同波長(zhǎng)衍射效率的測(cè)量。上述測(cè)量光路避免不了待測(cè)光柵11和參考平面反射鏡12出射光譜寬度和出射光束截面發(fā)生變化的問題，需軟件給予補(bǔ)償算法，影響測(cè)量精度，測(cè)量精度低；另外，前置單色儀需定期定標(biāo)，增加操作步驟。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提出一種傅里葉變換平面光柵相對(duì)衍射效率測(cè)試儀，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的出射光譜帶寬不一致的問題，提高測(cè)量精度、簡(jiǎn)化操作步驟、提高測(cè)量效率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的一種傅里葉變換平面光柵相對(duì)衍射效率測(cè)試儀包括光源模塊、測(cè)量單色儀、動(dòng)鏡系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及設(shè)置在傅里葉光譜測(cè)量系統(tǒng)殼體內(nèi)部的傅里葉光譜測(cè)量系統(tǒng)和參考干涉系統(tǒng)；所述測(cè)量單色儀包括測(cè)量單色儀殼體、設(shè)置在測(cè)量單色儀殼體上的入射孔和出射孔以及設(shè)置在測(cè)量單色儀殼體內(nèi)的可選擇光闌、凹面準(zhǔn)直鏡C、轉(zhuǎn)臺(tái)和凹面成像鏡；所述傅里葉光譜測(cè)量系統(tǒng)包括沿光路傳輸方向依次布置的90度離軸準(zhǔn)直鏡、分光立方體A、固定角錐體A、運(yùn)動(dòng)角錐體A、90度離軸成像鏡和主探測(cè)器；所述參考干涉系統(tǒng)包括穩(wěn)頻激光器、分光立方體B、固定角錐體B、運(yùn)動(dòng)角錐體B和參考探測(cè)器；所述光源模塊發(fā)出的光依次經(jīng)入射孔和可選擇光闌照射到凹面準(zhǔn)直鏡C上，形成平行光，所述平行光照射到布置在轉(zhuǎn)臺(tái)上的參考平面反射鏡或待測(cè)光柵后經(jīng)凹面成像鏡匯聚于出射孔，所述傅里葉光譜測(cè)量系統(tǒng)設(shè)置在所述出射孔的傳播方向上；所述出射孔的出射光經(jīng)90度離軸準(zhǔn)直鏡準(zhǔn)直、分光立方體A分光、固定角錐體A及運(yùn)動(dòng)角錐體A反射最終由90度離軸成像鏡匯聚于主探測(cè)器；穩(wěn)頻激光器發(fā)出的激光經(jīng)分光立方體B分光、固定角錐體B及運(yùn)動(dòng)角錐體B反射，最終匯聚在參考探測(cè)器；主光路的運(yùn)動(dòng)角錐體A與參考光路運(yùn)動(dòng)角錐體B相對(duì)設(shè)置，通過(guò)動(dòng)鏡系統(tǒng)帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)角錐體A和運(yùn)動(dòng)角錐體B一起做直線運(yùn)動(dòng)，主探測(cè)器和參考探測(cè)器分別接收并記錄隨光程差變化的干涉光強(qiáng)；控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并調(diào)節(jié)動(dòng)鏡系統(tǒng)使其勻速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)控制主探測(cè)器進(jìn)行等光程差數(shù)據(jù)采集，對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行光譜還原、相對(duì)衍射效率計(jì)算。所述光源模塊包括鎢燈、平面反射鏡和聚光鏡；所述鎢燈的光線經(jīng)所述平面反射鏡反射到所述聚光鏡上，再經(jīng)所述聚光鏡反射后，聚焦在所述入射孔。當(dāng)置換待測(cè)光柵時(shí)，待測(cè)光柵在轉(zhuǎn)臺(tái)上的位置與參考平面反射鏡在轉(zhuǎn)臺(tái)上的位置相同。所述主探測(cè)器位于90度離軸成像鏡的焦面上。所述入射孔位于凹面準(zhǔn)直鏡C的入射光路上，且位于光源模塊和凹面準(zhǔn)直鏡C共同的焦面上；所述出射孔位于凹面成像鏡的反射光路上，且位于凹面成像鏡和90度離軸準(zhǔn)直鏡共同的焦面上。所述入射孔的直徑為1mm，所述出射孔的直徑為2mm。所述測(cè)量單色儀布置在所述傅里葉光譜測(cè)量系統(tǒng)前。所述參考干涉系統(tǒng)布置在所述傅里葉光譜測(cè)量系統(tǒng)一側(cè)。本專利技術(shù)的有益效果為：本專利技術(shù)的一種傅里葉變換平面光柵相對(duì)衍射效率測(cè)試儀采用測(cè)量單色儀與傅里葉光譜測(cè)量系統(tǒng)聯(lián)用的形式測(cè)量平面光柵的衍射效率，其測(cè)量結(jié)果帶寬更小、光柵疊級(jí)、雜散光的影響更低、測(cè)量波長(zhǎng)定位精度更高、無(wú)需定期標(biāo)定并且從原理上避免了待測(cè)光柵和標(biāo)準(zhǔn)反射鏡出射光譜寬度和出射光束截面不一致對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來(lái)的影響，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。附圖說(shuō)明圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的平面光柵衍射效率測(cè)試儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本專利技術(shù)的一種傅里葉變換平面光柵相對(duì)衍射效率測(cè)試儀的結(jié)構(gòu)示意圖；其中：1、鎢燈，2、氘燈，3、聚光鏡，4、入射狹縫A，5、凹面準(zhǔn)直鏡A，6、分光光柵，7、反射聚光鏡，8、殼體A，9、入射狹縫B，10、凹面準(zhǔn)直鏡B，11、待測(cè)光柵，12、參考平面反射鏡，13、轉(zhuǎn)臺(tái)，14、反射聚光鏡，15、出射狹縫B，16、光電倍增管，17、控制器，18、殼體B，19、平面反射鏡，20、入射孔，21、可選擇光闌，22、凹面準(zhǔn)直鏡C，23、凹面成像鏡，24、出射孔，25、測(cè)量單色儀殼體，26、90度離軸準(zhǔn)直鏡，27、分光立方體A，28、固定角錐體A，29、運(yùn)動(dòng)角錐體A，30、90度離軸成像鏡，31、主探測(cè)器，32、穩(wěn)頻激光器，33、分光立方體B，34、固定角錐體B，35、運(yùn)動(dòng)角錐體B，36、動(dòng)鏡系統(tǒng)，37、參考探測(cè)器，38、傅里葉光譜測(cè)量系統(tǒng)殼體。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。參見附圖2，本專利技術(shù)的一種傅里葉變換平面光柵相對(duì)衍射效率測(cè)試儀包括光源模塊、測(cè)量單色儀、動(dòng)鏡系統(tǒng)36、控制系統(tǒng)以及設(shè)置在傅里葉光譜測(cè)量系統(tǒng)殼體38內(nèi)部的傅里葉光譜測(cè)量系統(tǒng)和參考干涉系統(tǒng)；所述測(cè)量單色儀包括測(cè)量單色儀殼體25、設(shè)置在測(cè)量單色儀殼體25上的入射孔20和出射孔24以及設(shè)置在測(cè)量單色儀殼體25內(nèi)的可選擇光闌21、凹面準(zhǔn)直鏡C22、轉(zhuǎn)臺(tái)13和凹面成像鏡23；所述傅里葉光譜測(cè)量系統(tǒng)包括沿光路傳輸方向依次布置的90度離軸準(zhǔn)直鏡26、分光立方體A27、固定角錐體A28、運(yùn)動(dòng)角錐體A29、90度離軸成像鏡30和主探測(cè)器31；所述傅里葉測(cè)量系統(tǒng)的90度離軸準(zhǔn)直鏡26、90度離軸成像鏡30采用90度離軸拋面鏡MPD254254-90-P01，其有效焦距為50.8mm，表面鍍鋁；分光立方體A27采用CM01-BSO13、CM01-BSO14、CM01-BSO15，分別在400-700nm、700-1100nm、1100-1600nm實(shí)現(xiàn)1:1的分束比；固定角錐體A28和運(yùn)動(dòng)角錐體A29采用PS975M以精確回射入射光；主探測(cè)器31的兩個(gè)光電倍增管分別采用高靈敏度、低噪聲的S1226-8BK和G8605-25，以實(shí)現(xiàn)對(duì)400-1000nm波段與900-1600nm波段光譜的測(cè)量；所述本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種傅里葉變換平面光柵相對(duì)衍射效率測(cè)試儀，包括光源模塊和測(cè)量單色儀，其特征在于，還包括動(dòng)鏡系統(tǒng)(36)、控制系統(tǒng)以及設(shè)置在傅里葉光譜測(cè)量系統(tǒng)殼體(38)內(nèi)部的傅里葉光譜測(cè)量系統(tǒng)和參考干涉系統(tǒng)；所述測(cè)量單色儀包括測(cè)量單色儀殼體(25)、設(shè)置在測(cè)量單色儀殼體(25)上的入射孔(20)和出射孔(24)以及設(shè)置在測(cè)量單色儀殼體(25)內(nèi)的可選擇光闌(21)、凹面準(zhǔn)直鏡C(22)、轉(zhuǎn)臺(tái)(13)和凹面成像鏡(23)；所述傅里葉光譜測(cè)量系統(tǒng)包括沿光路傳輸方向依次布置的離軸準(zhǔn)直鏡(26)、分光立方體A(27)、固定角錐體A(28)、運(yùn)動(dòng)角錐體A(29)、離軸成像鏡(30)和主探測(cè)器(31)；所述參考干涉系統(tǒng)包括穩(wěn)頻激光器(32)、分光立方體B(33)、固定角錐體B(34)、運(yùn)動(dòng)角錐體B(35)和參考探測(cè)器(37)；所述光源模塊發(fā)出的光依次經(jīng)入射孔(20)和可選擇光闌(21)照射到凹面準(zhǔn)直鏡C(22)上，形成平行光，所述平行光照射到布置在轉(zhuǎn)臺(tái)(13)上的參考平面反射鏡(12)或待測(cè)光柵(11)后經(jīng)凹面成像鏡(23)匯聚于出射孔(24)，所述傅里葉光譜測(cè)量系統(tǒng)設(shè)置在所述出射孔(24)的傳播方向上；所述出射孔(24)的出射光經(jīng)90度離軸準(zhǔn)直鏡(26)準(zhǔn)直、分光立方體A(27)分光、固定角錐體A(28)及運(yùn)動(dòng)角錐體A(29)反射最終由90度離軸成像鏡(30)匯聚于主探測(cè)器(31)；穩(wěn)頻激光器(32)發(fā)出的激光經(jīng)分光立方體B(33)分光、固定角錐體B(34)及運(yùn)動(dòng)角錐體B(35)反射，最終匯聚在參考探測(cè)器(37)；主光路的運(yùn)動(dòng)角錐體A(29)與參考光路運(yùn)動(dòng)角錐體B(35)相對(duì)設(shè)置，通過(guò)動(dòng)鏡系統(tǒng)(36)帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)角錐體A(29)和運(yùn)動(dòng)角錐體B(35)一起做直線運(yùn)動(dòng)，主探測(cè)器(31)和參考探測(cè)器(37)分別接收并記錄隨光程差變化的干涉光強(qiáng)；控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并調(diào)節(jié)動(dòng)鏡系統(tǒng)(36)使其勻速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)控制主探測(cè)器(31)進(jìn)行等光程差數(shù)據(jù)采集，對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行光譜還原、相對(duì)衍射效率計(jì)算。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種傅里葉變換平面光柵相對(duì)衍射效率測(cè)試儀，包括光源模塊和測(cè)量單色儀，其特征在于，還包括動(dòng)鏡系統(tǒng)(36)、控制系統(tǒng)以及設(shè)置在傅里葉光譜測(cè)量系統(tǒng)殼體(38)內(nèi)部的傅里葉光譜測(cè)量系統(tǒng)和參考干涉系統(tǒng)；所述測(cè)量單色儀包括測(cè)量單色儀殼體(25)、設(shè)置在測(cè)量單色儀殼體(25)上的入射孔(20)和出射孔(24)以及設(shè)置在測(cè)量單色儀殼體(25)內(nèi)的可選擇光闌(21)、凹面準(zhǔn)直鏡C(22)、轉(zhuǎn)臺(tái)(13)和凹面成像鏡(23)；所述傅里葉光譜測(cè)量系統(tǒng)包括沿光路傳輸方向依次布置的90度離軸準(zhǔn)直鏡(26)、分光立方體A(27)、固定角錐體A(28)、運(yùn)動(dòng)角錐體A(29)、90度離軸成像鏡(30)和主探測(cè)器(31)；所述參考干涉系統(tǒng)包括穩(wěn)頻激光器(32)、分光立方體B(33)、固定角錐體B(34)、運(yùn)動(dòng)角錐體B(35)和參考探測(cè)器(37)；所述光源模塊發(fā)出的光依次經(jīng)入射孔(20)和可選擇光闌(21)照射到凹面準(zhǔn)直鏡C(22)上，形成平行光，所述平行光照射到布置在轉(zhuǎn)臺(tái)(13)上的參考平面反射鏡(12)或待測(cè)光柵(11)后經(jīng)凹面成像鏡(23)匯聚于出射孔(24)，所述傅里葉光譜測(cè)量系統(tǒng)設(shè)置在所述出射孔(24)的傳播方向上；所述出射孔(24)的出射光經(jīng)90度離軸準(zhǔn)直鏡(26)準(zhǔn)直、分光立方體A(27)分光、固定角錐體A(28)及運(yùn)動(dòng)角錐體A(29)反射最終由90度離軸成像鏡(30)匯聚于主探測(cè)器(31)；穩(wěn)頻激光器(32)發(fā)出的激光經(jīng)分光立方體B(33)分光、固定角錐體B(34)及運(yùn)動(dòng)角錐體B(35)反射，最終匯聚在參考探測(cè)器(37)；主光路的運(yùn)動(dòng)角錐體A(29)與參考光路運(yùn)動(dòng)角錐體B(35)相對(duì)設(shè)置，通過(guò)動(dòng)鏡系統(tǒng)(36)帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)角錐體A(29)和運(yùn)動(dòng)角錐體B(35)一起做直線運(yùn)動(dòng)，主探測(cè)器(31)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：齊向東，馬振予，唐玉國(guó)，李曉天，于海利，崔繼承，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：吉林;22