基于光-热-结构模拟的罗兰圆型光谱仪热工况优化设计

作     者：鲁毅 任万杰 郭国建 由欣然 胡国星 吴立军 孙逊 LU Yi;REN Wanjie;GUO Guojian;YOU Xinran;HU Guoxing;WU Lijun;SUN Xun

作者机构：中国兵器工业集团山东非金属材料研究所山东济南250001 山东大学机械工程学院高效洁净制造教育部重点实验室山东济南250061 

基　　金：解放军装备发展部技术基础项目 

出 版 物：《应用光学》 (Journal of Applied Optics)

年 卷 期：2023年第44卷第1期

页      码：37-45页

摘      要：针对目前紫外光谱仪热工况优化研究缺乏的问题,该文设计出一款探测范围为200 nm~450 nm、全波段分辨率不低于0.2 nm的罗兰圆光谱仪,并耦合光、热、结构模拟对其光室热工况开展优化研究。热仿真结果表明:在无加热、无入口风速下光谱仪底座温度、温差随时间不断增加,难以达到热平衡;优化光室入口风速,发现当入口风速为0.8 m/s时,整体温度降至36.103℃~39.859℃;基于光学器件间的热变形量的计算,光学器件截距总热变形量为0.203 mm;优化加热方式,发现顶层式加热方式最佳,整体温度降至34.241℃~36.139℃,光学器件截距总热变形量降至0.122 mm。对此进行光学仿真,结果表明,优化工况后的罗兰圆光谱仪工作热变形后可清晰分辨出两束波长相差0.2 nm的光束。

主 题 词：罗兰圆型光谱仪 热工况优化 热分析 光仿真 

学科分类：080901[080901] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0803[工学-仪器类] 

D　O　I：10.5768/JAO202344.0101006

馆 藏 号：203118190...