摘要：单色仪广泛应用于光谱定标、物质分析等方面,因此,对于高光谱分辨率单色仪系统的研究具有重要意义。本文基于矢量光栅方程推导考察了入射狭缝高度对光谱仪器谱线弯曲的影响程度,给出了谱线弯曲同波长、狭缝高度的解析表达式,进而提出了一种基于狭缝高度抑制谱线弯曲的单色仪光谱分辨率优化方案。结合高灵敏度、超快时间响应探测器的性能指标要求,设计了一款光谱分辨率为0.1 nm,波段范围为185 nm~900 nm的三光栅单色仪光学系统,并搭建样机验证狭缝高度对谱线弯曲的影响,进一步探究了狭缝高度对光谱分辨率的影响规律。实验结果表明:在狭缝宽度一定时,对狭缝高度进行优化,可将光谱分辨率从0.32 nm提高至0.1 nm。

摘要：针对紫外-可见光谱定标精度需求,设计了一款波段范围在185~900nm的三光栅单色仪;为提高单色仪的波长扫描精度,降低高精度波长扫描机构在工程上的成本。建立了光栅转角误差对扫描机构波长精度的影响模型,设计了基于高精度编码器的转角误差补偿装置,通过软件不同参数设置和算法设计的补偿算法,实现了波长扫描机构的精度校正;实验结果表明,通过参数算法补偿后,扫描机构的波长准确性精度和波长重复性精度在工作波段范围内有所提高,不同波长下其精度的提高程度不同,其中,波长准确性精度提高比范围为20.8~35.2%,波长重复性精度提高比范围为61.5~95.2%。实验结果验证了误差补偿装置及补偿算法的有效性,提高了波长扫描机构的精度,降低了高精度波长扫描机构在工程应用上的成本。

摘要：合肥国家同步辐射实验室（ＮＳＲＬ）在表面物理光束线中应用了新的简单平面光栅单色仪作为分光仪器。它采用平面光栅和球面镜组成光学成像系统，波长选择由光栅绕其中心轴转动和球面镜绕一镜面外的轴转动完成。单色仪在４～１２０ｎｍ光谱范围内具有高的光学传输效率、高的光谱分辨率。

摘要：凹面全息光栅是光谱分析仪器的核心器件之一,其成像质量直接决定了光谱分析仪器的分辨本领。利用光程函数理论设计凹面全息光栅是一个繁琐的求解非线性方程组的过程,该过程分两步进行,每步需要求解四个非线性方程。分两步求解不但过程麻烦,还不可避免地引入了取舍误差,降低了最优参数的精度。为了解决该问题,本文提出了一种设计单色仪凹面全息光栅的新方法——一步法,该方法不但可以简化求解过程、降低最优参数的误差,还可以方便地控制整体像差的变化趋势。采用有较强全局搜索能力的遗传算法求解该方法中非线性方程的极值问题,并与传统的方法对比验证了该方法的可行性和正确性,结果表明,一步法不但在方法上比两步法简便,其设计结果还优于两步法。

摘要：为了提高成像光谱仪的光谱定标精度,降低定标过程的复杂度,本文基于单色仪扫描定标法的原理,提出了交互光谱定标的思想,设计了适用于单色仪与成像光谱仪的交互光谱定标系统.分别对单色仪与成像光谱仪进行了光谱定标实验,并对定标数据进行了处理分析.结果显示：单色仪光谱定标精度优于±0.1 nm;成像光谱仪的光谱区大于400～800 nm,光谱分辨率优于3 nm.该交互光谱定标系统避免了对单色仪和成像光谱仪分别定标需要两个探测器的弊端,定标过程中只需切换定标模式,简化了定标过程,能够同时保证单色仪与成像光谱仪的定标精度,具有复杂度低、通用性强、适用范围广及较高的定标精度等优点,可满足实际使用要求.

摘要：提出了一种用于低碎屑激光等离子体软X射线光谱测试的球面光栅单色仪的光学设计方案。其设计思想是通过改变衍射光栅的偏向角使入射狭缝在所要求的波段范围内都能准确聚焦在出缝处。分析了系统的重要参数对单色仪技术指标的影响 ,优化了设计方案 ,使系统在 13nm处的分辨率λ Δλ≥ 2 0 0 0 (狭缝开启 5 0 μm)。

摘要：随着户外物性分析实验的日渐增多,开发轻小型、便携式,且响应波段范围宽的光谱仪器的需求越来越迫切。根据凹面全息光栅均方根优化理论,设计了一款轻小型宽波段单色仪。该单色仪主要由三块IV型凹面全息光栅和上下两层可旋转的平台组成,三块光栅对称地固定于上层平台上,由一台步进电机带动上层平台旋转实现光栅之间的切换,另一台步进电机带动下层平台旋转实现单块光栅的扫描。三块光栅的响应波长范围分别为400～1000,1000～1700和1700～2500nm,其理论分辨极限分别优于2.5,2.8和4.0nm。并对三块光栅的制作误差和双层平台结构误差进行了分析,结果表明,在能够保证的误差范围内,该单色仪的光谱质量可以较好地满足户外光谱分析的要求。

摘要：　高性能极紫外、软X 射线单色仪的研制对高亮度同步辐射光源的应用具有十分重要的意义。对 Itou的变线距平面光栅单色仪作了详细的分析研究,发现它的光栅工作曲线几乎与单色仪的入、出射臂长度等参量无关,仅取决于单色仪设计的边界条件。其曲线方程和SX-700单色仪的完全类似。该单色仪不仅具有很好的光栅效率和高级次谐波抑制性能,而且有利于几条光束线共享一个电子储存环窗口的光路优化设计。

摘要：实验教学中使用的单色仪一般是封闭式的,且光学元件固定,不允许学生随时查看内部工作情况,也不允许学生开盖进行调节。基于光栅单色仪设计实验搭建一款低成本、可重复组装拆解、非封闭性、易于调节的光栅单色仪,并用于实验教学。学生利用最基础的光学元件搭建单色仪,然后用Zemax光学设计软件进行建模和光路追踪,并通过点列图分析。另外,学生可以通过调研,选择感兴趣的研究方向自行选择进行开放性的探索性实验设计。

摘要：针对基于连续光谱光源和傅里叶变换光谱仪的光栅单色仪波长校准装置开展计量需求分析,梳理并提取了波长示值误差、光谱带宽、波长重复性等作为实现可计量性的参数。开展可计量性设计,着重介绍了波长示值误差的测量方法、溯源途径、光机接口等可计量性设计的核心要素,通过实验进行可计量性设计的验证。按照该装置的全寿命流程开展可计量性设计,通过多个利益攸关方的视角进行各个场景下的深入分析。可计量性研究确保计量仪器的各项需求都经过了完整的考虑与准备,对各项潜在问题进行先后排序后,引导逐项实施落实,从而可以避免项目推进过程中出现的管理死角,提升计量装置研制项目的成功概率。