狭缝宽度对光栅光谱仪分辨率影响的实验研究

分辨率是光栅光谱仪的一个重要参数,但因为光谱仪的高度集成性,围绕光谱仪的实验教学往往侧重于教学生如何使用光谱仪,使学生很难直观地建立起分辨率与狭缝宽度之间的关系。该文从WGD-8A型多功能光栅光谱仪的结构与工作原理出发,以氢氘灯的656. 11 nm和656. 28 nm双线为对象,测量了不同入射狭缝宽度和出射狭缝宽度下氢氘灯656. 11 nm和656. 28 nm双线光谱,并对测量结果做了谱线拟合,获得了不同缝宽条件下的谱线半高宽度。实验结果表明,光栅光谱仪的分辨率随着狭缝宽度的增加而降低,其灵敏度对出射狭缝的变化更为敏感,为了使光谱仪获得最为理想的分辨率,应该将入射狭缝宽度设定在0. 35 mm附近,而将出射狭缝的宽度设定在0. 18 mm以内。     

光谱仪谱线强度的修正

依据光栅光谱仪的工作原理,导出了光栅光谱仪中闪耀光栅在利特罗安装条件下的衍射效率表达式.得到了相应的衍射效率曲线,用其对实验测得的Ne光谱线的相对强度进行了修正.最后,说明了对于较大范围的光栅光谱强度测量值,分析了利用衍射效率进行修正的必要性、有效性和可行性.     

利用微波布拉格反射测量模拟点阵的晶格常数

利用微波做信号源;模拟晶体点阵做光栅,进行布拉格反射实验,测得点阵常数与直接测量的结果非常接近。实验直观形象,便于学生对X射线衍射实验的理解。     

准光技术在毫米和亚毫米波测量技术中的应用

反射光栅光谱仪是一种高分辨率的仪器,广泛地应用在光谱测量中.光栅光谱仪比起法—珀干涉仪测量波长其精度差些,但它工作起来方便,测量较快.本文工作是研究反射光栅光谱仪作为亚毫米波长的测量.我们用HCN 亚毫米波激射器作为实验用光源,也以它的337μm 谱线作为校准波长,以校验反射光栅光谱仪的测量准确度.激光器     

光栅在大学光学实验中的应用研究

文中首先介绍了光栅的种类及其特性。然后详细分析了光栅在大学光学实验中的具体应用,包括:由光栅构成的微小型光纤光栅光谱仪、光纤通信系统实验仪、光纤光栅传感仪和超声光栅声速仪等,论述了这4种光学实验仪器的结构与工作原理。最后,对光栅在大学光学实验中的新应用领域进行了展望。     

MEEVA源生成Ti金属等离子体粒子密度和电离度的原子发射光谱诊断

利用原子发射光谱对等离子体粒子密度进行诊断的Saha-Boltzmann方程法,并对其进行了改进.并结合多谱线斜率法,针对用英国avantes公司生产的AvaSpec-2048FT-8-RM型光栅光谱仪采集到的金属蒸汽真空弧(MEVVA)源生成的金属钛等离子体的发射光谱,对其电子、离子温度,电子、原子、一价离子和二价离子密度,原子和一价离子电离度进行诊断;对MEVVA Ti等离子体的热力学状态进行了判断;从而实现MEVVA Ti等离子体的发射光谱诊断.此外,还对MEVVA Ti等离子体参数随离子源工作弧压的变化情况进行了讨论.     

快速调节入射光垂直于光栅平面的方法

利用分光计和光栅测量光波波长(或光栅常数)的实验中,通常采用“垂直入射法”。实验时调节入射光使之与光栅平面垂直是最关键、最困难的步骤,往往由于入射光未能严格垂直入射光栅平面而使实验精度不高,文章通过理论分析提出了一种新的方法,用该方法可以快速调节平行光垂直于光栅平面。实验表明:用该方法所得到的实验结果相对误差在0.1%以下,大大高于传统方法的测量精度。     

倾斜光纤光栅风力传感实验研究

基于碳纳米管涂覆的倾斜光纤光栅是一种理想的低成本热线式风力传感器,其可以用来进行风力的实验测量。针对输入倾斜光纤光栅的不同功率以及碳纳米管涂覆厚度这两方面,设计不同的风力实验设计与测量,并获得中心波长与风力变化的最终关系。通过对实验结果曲线进行分析,得到实验结论:在适当范围内,激光功率越高,涂覆厚度越厚,灵敏度越高,风力传感实验效果越好。通过实验,使学生了解基于光纤的新型热线式风力传感的工作原理,将理论与实践相结合,激发学生对光纤传感前沿应用的兴趣和积极性。     

用生物显微镜测量光栅常数

本介绍了一种能直接测量光栅常数的简单方法和实验技巧，学生运用此方法能加深对光栅衍射原理的理解，思路得到扩展，教学效果好。     

冶炼过程的在线光谱分析

利用石英光纤、光栅光谱仪、CCD探测器、微机组成在线光谱分析系统．测量该系统的光谱分辨率、时间响应及探测灵敏度,并对模拟炼钢过程进行在线光谱分析．     

金属蒸汽真空弧(MEVVA)源产生的金属镍(Ni)等离子体的发射光谱诊断

利用英国avantes公司生产的AvaSpec-2048FT-8-RM型光栅光谱仪对金属蒸汽真空弧(MEVVA)源产生的金属镍等离子体的发射光谱进行采集,并用"Plasus Specline"软件对采集到的数据进行分析,得到各条谱线所对应的元素及元素电荷态、跃迁能级及其能量等信息.同时采用多谱线斜率法对镍等离子的电子温度进行计算,并利用电子温度对等离子体的电子密度进行计算,从而实现MEVVA源产生的金属镍等离子体的发射光谱诊断.     

透射光栅测量光波波长实验浅析

光栅是利用多缝衍射原理使光发生色散的光学元件.广义的衍射光栅可分为透射光栅和反射光栅.近些年来,随着科学技术的进步和工业生产技术的发展,出现了光纤光栅、阵列波导光栅及全息光栅等新型光栅,这类新型光栅的产生同样也推动了科学技术和工业生产的发展.此外,光栅在物理教学和实验室中也具有重要的应用.物理实验教学中可以利用透射光栅测量入射光的光波波长,并利用光的衍射效应得出所用光栅的光学参量等.首先概括了光栅的发展历史和应用,其次以“透射光栅测量光波波长”为着手点,重点介绍了透射光栅在物理实验教学中的应用.通过进行实验操作,计算了光栅的角色散度和分辨本领,对实验数据进行分类对比及归纳总结,进而得出了透射光栅的特性及普遍规律.     

一种高分辨率光栅光谱仪的光路设计

光谱仪在光纤通信系统中具有非常重要的作用,被用于探测光源光谱辐射特征,测量光源波长、功率和信噪比等关键指标。传统光栅光谱仪通过增加光栅线数和准直光路系统焦距的办法来提高分辨率,却带来成本高、仪器体积大、调试困难等问题。为此,研究提出了基于光栅四次衍射的光谱仪光路设计,通过棱镜和平面镜的多次反射,使光信号经过四次衍射,这可极大提高分辨率并减小光路体积。研究分析了新设计的光路原理,建立了四次衍射中波长与色散率、分辨力之间的关系方程式,并使用Zemax软件进行了仿真模拟。仿真结果与理论计算一致,均表明新光路设计能够满足600 nm～1700 nm波段分光,分辨力C波段大于20 pm,1700 nm时的最高分辨力为13 pm。     

光纤通信综合性实验探索

为了使学生了解光纤通信新技术的发展情况,培养学生的创新和实践能力,在光纤通信基本实验的基础上,增设了一些与光纤光栅相关的综合性、设计性实验.     

WGD-8A型光栅光谱仪光谱分析系统的研究

分析WGD-8A型光谱分析仪器的工作原理。讨论其波长标定方法,在考虑入射狭缝宽度、衍射宽度等因素的情况下,结合瑞利判据推导出它的实际最小可分辨波长。利用WGD-8A型光栅光谱仪测量钠原子光谱,分析其所属线系。     

一种高精度光纤光栅位移传感器设计研究

本论文以光纤光栅传感理论及光纤光栅位移传感器为研究内容,结合导师科研项目,利用布拉格光栅特殊的结构特性,设计并研制出一种基于行星轮系的大量程高精度布拉格光栅位移传感器,并对新的光纤光栅位移传感器原理、测量灵敏度、量程进行了理论分析和实验研究。     

微动光栅三维测量仪相移微步距控制系统设计研究

本文根据相移轮廓术的四步相移法设计了微动光栅三维测量仪微步距控制系统,利用单片机AT89C52与3955芯片的接口对3955进行设置和控制,并采用两片3955芯片驱动两相步进电机,实现了电机的微步距控制。系统通过细化步进电机步距角,提高了分辨率和光栅位移精度,满足了每隔四分之一光栅周期进行光栅图像采集的要求,控制系统结构简单,并通过人体模特光栅图像获取实验验证了设计的可行性,完全满足工业及相关三维测量的要求。     

基于拍频莫尔条纹的长焦距测量方法

采用两个光栅，通过透镜会聚作用，使一个光栅的泰伯像与另一光栅重叠产生拍频莫尔条纹，利用拍频莫尔条纹数的测量来获得长焦距透镜的焦距；推导了基于拍频莫尔条纹的长焦距透镜焦距测量公式，分析了影响焦距测量的因素与误差，并用实际的光学实验证实了本方法可进行长焦距透镜焦距的高精度测量．     

小型光纤光谱仪的研制

通过ZEMAX光路优化设计,采用CPLD和USB接口技术以实现CCD高速驱动和数据传输。该系统使用光纤束进行导光、平面衍射光栅对采集到的光分光后,由线阵CCD进行光电转换;并利用相关双采样技术,获得相应光强分布数据,再利用最小二乘法对光谱仪进行标定。研究结果表明该光谱仪波长准确度优于1nm,波长重复误差小于0.2nm。     

用平面光栅摄谱仪测量未知波长的实验方法研究

采用平面光栅光谱仪测量未知波长,并以钠原子、汞原子光谱为例,通过对其观察、测量和分析,加深对金属原子中外层电子与原子相互作用以及自旋与轨道运动相互作用的了解。对光谱用CCD多分析器进行分析和波长测量。