小型棱镜摄谱仪摄谱面倾角与入射缝宽的确定

一、前言用小型棱镜摄谱仪作原子光谱测定实验时,由于仪器的线色散率与分辨率均较小,要摄取清晰成像的谱片,摄谱面倾角与入射狭缝宽度的选择与调节是关键之一。我们在实验中,根据理论分析,用杭州光学仪器厂生产的WPL小型棱镜摄谱仪,确定出摄谱面倾角与入射缝宽的最佳调节值,获得了比较理想的成像谱片。     

谱线不等高对光栅常数测量的影响

分光计测光栅常数实验的基本操作之一就是调节谱线等高,即要调节光栅刻痕与转轴平行。本文对谱线不等高对光栅常数测量的影响,给出一定量公式,导出方法物理意义明晰,计算简洁。首先以单缝衍射为例,说明狭缝与线光源不平行时,衍射图样的变化。图1是单缝夫琅和费衍射装置图。三个     

光学一题解答

光学一题解答在夫琅禾费单缝衍射中，缝宽对衍射图样的影响有两个方面，首先是大家熟知的相邻两个主最小的角宽度为，即缝宽ｂ最小时，衍射图样扩展得越宽．狭缝边缘振动引起狭缝宽窄交替做周期性变化，衍射图样也随之缩展地交替变化；其次根据菲涅耳原理，缝的宽窄变化直...     

星载高光谱成像光谱仪狭缝函数测试方法的研究

为了满足大气微量成分高精度测量需求,需要能准确描述星载高光谱大气微量成份探测仪的仪器狭缝函数。针对高光谱大气微量成份探测仪视场大、波段宽、空间分辨率和光谱分辨率高等特点,研制了狭缝函数测量仪。介绍了狭缝函数测量仪的工作原理及基本结构,并利用狭缝函数测量仪可同时实现高分辨率、宽谱段测量的特点,通过搭建定标装置,对高光谱大气微量成份探测仪进行全视场的狭缝函数测试,得出了仪器狭缝函数的数学表达式,给出仪器狭缝函数的特性分布,并对结果进行分析。测试结果表明：高光谱大气微量成份探测仪全视场光谱分辨率在0.423～0.597 nm之间,其狭缝函数特性曲线近似满足高斯分布规律。由于星载大视场成像光谱仪存在光谱弯曲现象,从而导致边缘视场分辨能力略低于中心视场分辨能力。狭缝函数测量仪是基于中阶梯衍射光栅设计,可同时输出多条高分辨率谱线,且分布均匀,不仅可以测量高光谱成像光谱仪的仪器狭缝函数,也可对星载高光谱仪器光谱定标,为后续研究提供了参考依据和方法。     

光通过单缝衍射实验的简易做法

光通过狭缝，随着缝的宽度变窄，光将偏离直线传播的规律，在光屏上形成明暗相间的条纹，这就是光的衍射现象．该实验通常做法是用现存的缝宽固定的单缝进行实验，虽然在屏上很容易观察到衍射条纹，但单缝宽度却不好或者不易连续改变．采用下面的简易方法进行实验，就能随意改变缝的宽度，从而清楚地观察到随着缝宽的变化屏上形成的光斑及衍射条纹的动态变化情况，在此基础上进行分析就很容易得出产生明显衍射现象的条件及单缝衍射图样的情况．     

狭缝衍射中的偏振效应

在狭缝的夫琅和费衍射中,由振动平行和垂直于缝边的偏振光的衍射条纹得到的缝宽值不同。本文介绍这种偏振效应的实验结果,并用边界衍射波对其物理原因进行分析,理论与实验结果符合很好。 关键词：     

光栅光谱仪的光谱重建

用光栅光谱仪进行光谱测量,不同的入射缝、出射缝宽度导致测量得到的光谱不同,狭缝宽度越大,测得的光谱越不准确.为了消除入射缝、出射缝的影响,需要对测量光谱进行数学处理以获得尽可能真实的光谱,这就是光谱重建.本文通过光谱与入射缝、出射缝的关系,用实验测得的谱线,通过出射缝还原、入射缝还原,直接恢复重建真实光谱.     

开口狭缝调制的耦合微腔中表面等离激元诱导透明特性

耦合的波导-微腔结构在光滤波器、光调制器中有着广泛的应用.结构的光传输性质主要由模式的耦合强度来决定,而耦合强度通常通过控制结构间的几何间距来实现.由于电磁波在金属中急剧衰减,这为控制金属微腔中模式的耦合带来了巨大的挑战.本文利用金属微腔中法布里-珀罗模式的共振特性,在微腔中引入开口狭缝,通过调节狭缝的缝宽以及偏移位置,来控制模式的泄漏率以及耦合强度,实现了可调控的表面等离激元诱导透明效应.当狭缝的开口宽度或者偏移量增加时,结构透射谱的透射峰值和半高全宽也会相应地增加.狭缝的几何参数变化会对结构共振特性产生调制,文中通过时域耦合模理论对相应的物理机进行了解释.本文的结果为实现利于加工的紧凑表面等离激元器件提供了思路.     

利用针缝法测量强流栅控脉冲电子枪束流发射度

采用单缝单针法测量电子枪束流的发射度。用可移动的宽0.1mm单缝取样,与缝平行的直径为0.1mm匀速运动的探针接收穿过狭缝的束流。 缝、针距离为59mm,角分辨率为3.4mrad,系统最大接收度为0.64cm·rad。缝、针间设有平行度调节装置,提高了测量精度;狭缝板设有水冷结构,可承受较大的束流功率,采用良好的屏蔽及合理的二次电子抑制结构,清晰地测出了10~(-10)A量级的弱信号电流。所测相图的相对误差约为8％。利用该装置方便地测得了电子枪高压、栅控脉冲电压、阴极温度、脉冲流强等不同条件下的发射度变化。     

���沨�ŵ������������Ż����

为优化表面波放电的狭缝天线阵设计,给表面波放电装置的设计提供理论依据,对狭缝天线布局进行了理论和仿真计算分析。结果表明,宽缝辐射的电磁场比纵缝强,同相激励天线辐射的电磁场比异相激励强,更容易击穿空气产生等离子体。基于磁场强度同相分布规律对已经采用的纵缝天线阵进行改进,纵缝按照两侧交互并间隔半个波导波长布置,各个纵缝均为同相,产生等离子体效果更好。     

狭缝扫描法测量高斯光束光斑尺寸

在激光束参数测量中,常常使用针孔扫描法来测量光束光强的轮廓分布,但该法要求扫描的针孔必须通过光斑中心,否则会引起较大的测量误差,另外,若被测光斑较小,所需针孔就较小,亦增加了测量的难度。本文介绍利用狭缝作一维扫描,同样可以得到高斯光束的光强分布,但是避免了对中的麻烦,而且由于通过狭缝的光能较强,方便了操作,提高了信噪比。设高斯光束横向光强分布为式中,I_0为光束中心点的光强,ω为光斑半径。若扫描狭缝宽为Δ,缝中心在x′处,缝长远大于光斑直径,那末通过狭缝的光能是     

基于表面等离激元交叉耦合作用的纳米金属双缝异常透射现象

利用二维时域有限差分方法研究了非对称纳米金属双缝结构在薄隔层情况下对光波的异常透射特性,以及狭缝长度、狭缝数目和入射角度对透射特性的影响.研究发现,该双缝结构中传导的表面等离激元波通过渗透中间隔层材料产生交叉耦合作用,形成对称和反对称耦合模式,导致其透射谱在特定波长位置处形成双共振峰传输和一个透射率为零的透射抑制现象;双缝结构中表面等离激元波交叉耦合作用的本质是其横向电场分量渗入中间隔层材料产生的相互干涉作用,而横向电场分量的初始相位差决定双缝结构中形成的表面等离激元波耦合模式的类型.由于双缝结构的透射极值与各狭缝腔内的法布里-珀罗共振效应密切相关,因此狭缝长度决定透射极值的波长位置,而狭缝数目和入射角度只影响透射峰的传输效率.该双缝结构具备光学滤波和空间分光功能,在新型纳米光子器件领域具有潜在的应用价值.     

二维阵列狭缝阿达玛光谱仪波长准确度研究

二维阵列狭缝模板是阿达玛编码模板的一种新的设计思想,分析了模板上同列狭缝的加工误差对仪器波长准确度的不利影响,在此基础上,给出了减少同列狭缝高度、垂直光谱维方向上位置不一致性误差对仪器波长准确度影响的方法,以及同列狭缝在光谱维方向上位置不一致导致解码所得谱线产生的光谱偏移量的粗略估计方法,并建立模型进行仿真,计算了当模板上某列狭缝存在宽度、光谱维方向上位置不一致性误差时,解码所得其他各列狭缝谱线分布上测量误差的大小,根据仿真结果可以初步确定模板的加工精度。通过该研究有助于合理设计MEMS(微机电系统)二维阵列狭缝模板,获得对系统误差的有效补偿,提高仪器的波长准确度。     

单缝衍射测量金属膨胀系数

利用单缝衍射条纹的间距与缝宽的关系,通过测量条纹间距,得到狭缝的宽度,而缝的宽度随固体材料的膨胀而发生变化,由此可测量出固体的膨胀系数.     

提高菲涅耳双棱镜实验的准确度

菲涅耳双棱镜是干涉中基本而又重要的实验之一.但实验中要保证各光学元件的共轴,调节比较困难;另一方面,由于双棱镜的像散以及大口径成像的原因,在测量两相于虚光源的间距d时,很难精确确定它们经成像透镜后在测微目镜中所成的像面位置,这就导致实验测定波长的误差高达5%-10%.本文提出:在保证元件共轴的前提下,利用特制的鉴别率板代替竖直的单狭缝,可以较准确地确定这一像面位置,提高实验准确度. 用照相方法制成如图所示的鉴别率板(单位:厘米),并把它贴在和实验所用单狭缝光具座具有相同规格的宽缝光具座的宽缝平面上.在测得干涉条纹间距之后…     

用于290～450 nm光谱测量的平场光谱仪

介绍了以自扫描光电二极管阵列(SPD)为探测元件的平像场光谱仪。该谱仪采用车尔尼—特纳(Czerny—Turner)正交型结构,光谱分辨力为0．5nm/pixel。介绍了使用标准直流汞灯和标准石英卤素钨灯进行波长定标和辐射定标方法。并利用该平场光谱仪对290～450nm太阳紫外／大气光谱进行了测量,给出了测量结果。讨论了探测器的特性;为抑制温度对测量结果的影响,探测器两端侧某些像元被物理屏蔽,设置其为背景参考像元即哑元,利用哑元进行实时背景扣除方法来抑制温度漂移、暗电流、暗噪声等因素对测量精度的影响。根据仪器结构讨论了狭缝对谱线的影响,给出了狭缝宽度和谱线宽度的对应关系,并对仪器谱面上的相对测量误差进行了分析。     

改进Offner型凸面光栅光谱辐射定标光学系统设计

针对数字可调光源输出能量较低的问题,提出一种改进型Offner凸面光栅光谱辐射定标光源光学系统的设计方法。基于光线追迹原理,理论推导Offner型光谱成像结构狭缝和像散的关系,利用双柱面透镜对Offner型光谱成像系统大狭缝下的残余像散进行补偿。使用所提方法设计了光谱范围为500～800 nm,狭缝长度为0.4 mm的传统Offner光谱成像系统和狭缝长度为8 mm改进型Offner光谱成像系统。结果表明:改进型Offner光谱成像系统具有良好的成像质量,全视场点列图方均根(RMS)半径小于8.1μm;系统沿Y方向RMS半径小于6.7μm,在一个像元尺寸内;谱线弯曲为单像元尺寸6.2%、色畸变为单像元尺寸5.8%,消除了谱线重叠和谱线偏移现象。设计方法对提高遥感仪器的光谱辐射定标精度具有一定的研究意义和工程价值。     

穆斯堡尔谱学数据处理方法的最新进展

目前，穆斯堡尔谱学数据处理方法进展较快．本文较详细地介绍了近几年来有关这方面的进展情况．首先介绍了几种分立谱线谱的计算方法，然后介绍了具有超精细场分布谱线的计算方法和处理弛豫谱的方法，最后简要介绍了其它有关的方法并进行了讨论．     

基于倾斜场镜的C-T成像光谱仪优化设计

残留谱线弯曲限制了切尔尼-特纳平面光栅光谱仪在成像光谱仪中的应用.本文不同于传统的基于棱镜的光栅谱线弯曲补偿方法,提出了基于倾斜场镜的补偿方法,即在校正场曲的同时对入射到场镜不同区域,不同波长的狭缝像分别进行谱线弯曲校正,且没有改变系统的其它光学特性.对狭缝大小为7.8mm×0.016mm、光谱范围0.31~0.5μm、光谱分辨率0.4nm、物方焦距70mm、1∶1放大倍率的切尔尼-特纳成像光谱仪进行了优化设计,结果全谱段、全视场MTF0.8,点列图RMS半径小于9μm,相对谱线弯曲小于0.2%,满足设计要求.实际设计表明该方法对于可选用光学玻璃有限,且能量较弱的紫外光学系统是一种可选的优化设计方法.     

回旋速调管调制腔模拟分析

 多腔回旋速调管中的调制腔采用内外腔同轴结构,对回旋电子注角向群聚起着关键作用。用场匹配理论及HFSS软件对调制腔冷腔特性进行了研究,对多种输入结构、耦合缝尺寸和方位、腔体长度、半径进行了模拟。分析表明,耦合狭缝中心线与输入波导轴线成45°,耦合缝长度达到0.72时,内外腔储能比值达到41.65;耦合缝尺寸对腔体Q值影响较大,但并非呈简单线性关系,并且Q值对缝长的变化比缝宽的变化要敏感得多;而狭缝尺寸变化对谐振频率的影响不大;计算了内外腔储能,得到了模式转换效率高、内外腔储能比高、性能优良的调制腔。