平面光栅衍射效率的测试与分析

摘要

光栅的衍射效率的质量是光栅最重要的技术指标，在很大程度上影响了光谱仪器的能量传输性能，衍射效率的检测在光栅的生产和研制中具有很大的意义，对于衍射效率的研究在科研中也可以促进光栅理论的发展。
　　我们一般使用两种方法来对光栅的衍射效率进行测量，一种是“线谱法”，这种方法是人工手动的测量方法，是应用我们所已知的标准谱线，做为实验单色光来对光栅进行逐点测量，这些测量值最终被连接而成为相对衍射效率曲线；这种方法一般测量的结果准确性还是比较高的，但是由于我们所使用的标准谱线的数量比较少，并且人工测量过程本身容易引人测量误差，所以能够测量的特定波长的衍射效率也有限；另一种是“连续扫描法”，“连续扫描法”属于自动测量方法，整个测量都是在仪器中自动完成的，测量结束以后仪器会绘制出相应的衍射效率曲线，也会避免由于人工测量而引进的误差，因此，这种方法是我们理想的光栅衍射效率的测量方法。
　　本论文利用国家“十一五”科技支撑计划重大项目——高分辨率分光器件的开发与研制所得到的成果，使用平面光栅衍射效率全自动测试仪对光栅相对衍射效率进行测量和分析，并对测量结果和仪器测量性能进行分析。
　　本论文主要分为三个部分。
　　首先，介绍衍射光栅的历史，基本特性、主要性能指标和测试方法。
　　第二部分，详细论述效率测试仪光学系统的设计过程。对光源系统、前置单色仪系统、测量单色仪系统和接收器的具体结构和性能指标分别进行了详述。
　　第三部分，运用衍射效率测试仪对光栅进行了实际测量，得出不同刻度光栅的衍射效率曲线，并加以比较。最后对光栅效率仪器的测量性能进行分析。测量结果均达到预期要求。
　　分析表明，不同刻度的光栅在相同入射光波长下的衍射效率是不同的，同一光栅在不同波长入射光下的衍射效率也是不同的，影响光栅相对衍射效率测量结果的因素有光栅的刻线密度，反射镜的反射率，入射光的波长以及仪器本身的稳定性等等，经过分析，光栅效率仪器的测量性能良好，达到了预期的目标。

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第一章 绪 论

1.1 论文研究背景和意义

1.2 衍射光栅历史

1.3 光栅衍射效率测试

1.4 衍射效率测试装备的国内外发展状况

1.5 本论文研究目的和主要工作

第二章 光栅基本知识

2.1 光栅方程

2.2 平面光栅的基本特性

2.3 衍射光栅的主要性能指标

2.4 衍射效率定义

2.5 衍射效率测量方法

第三章 平面光栅效率自动测试仪的设计与使用

3.1 仪器设计指标

3.2 仪器的整体设计结构

3.3 光学系统设计

3.4 光栅衍射效率测试仪的使用

第四章 光栅衍射效率的实际测量

4.1 单波长测试

4.2 连续波长测试

4.3 不同波长间隔下的相对衍射效率测试

4.4 光栅成品检测

第五章 光栅相对衍射效率自动测试仪测量性能分析

5.1 测量准确性分析

5.2 重复性测量分析

5.3 测量稳定性分析

5.4 测试速度分析

论文总结

参考文献

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