[发明专利]一种宽波段大尺寸平面光栅衍射效率测试仪

说明书

技术领域

本发明涉及光谱技术领域，具体涉及一种宽波段大尺寸的平面光栅衍射效率测试仪。

背景技术

衍射光栅（以下简称光栅）是光谱分析仪器的核心元件。衍射效率是评价光栅性能最为重要的技术指标之一，也是评价光谱仪器能量传输特性的基本因素。衍射效率分为绝对衍射效率和相对衍射效率。在实际测量中，衍射效率通常指的是相对衍射效率，即探测器接收到的给定级次和波长的衍射光通量与接收到的标准反射镜的反射光通量之比。同一块光栅对于某一波长λ的不同衍射级次的衍射效率是不同的。光栅客户往往对所需求的光栅提出要求，要求光栅的衍射效率在某一波长λ的第m级次必须达到规定的技术指标要求，所以光栅的研制和生产单位，对它所研制、生产出的光栅要进行光栅衍射效率的测试。

世界上研制或生产光栅的国家对光栅衍射效率的测量都建立了相应的测试方法，并研制出测试仪器。在测试仪器中普遍采用双单色仪的结构形式，与本发明最为接近的已有技术，是中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研制开发的全自动平面光栅衍射效率测试仪，结合图1，所述的结构包括光源外光路、前置单色仪、测量单色仪和控制器17。光源外光路包括钨灯1、氘灯2、聚光镜3；前置单色仪包括第一入射狭缝4、第一凹面准直镜5、分光光栅6、第一反射聚光镜7、前置单色仪壳体8；测量单色仪包括第二入射狭缝9、第二凹面准直镜10、被测平面光栅11或参考平面反射镜12、光栅转台13、第二反射聚光镜14、测量单色仪壳体18、出射狭缝15、光电倍增管16和控制器17。从图1所示的结构可知，光源外光路和前置单色仪为测量提供单色光，控制器17控制分光光栅6和待测平面光栅11的连续转动角速度，使前置单色仪和测量单色仪输出同一波长单色光。光电倍增管16分别接收来自待测平面光栅11的衍射光和参考平面反射镜12的反射光，并计算他们的比值。当测量下一波长时，控制分光光栅6和待测平面光栅11的转动角度，实现不同波长衍射效率的测量。

但由于探测器发展水平的限制，该结构形式的光栅衍射效率测试仪的光谱范围仅为200nm-1100nm，无法实现光栅在1100nm-2500nm波段范围内衍射效率的测量。而且，现有的衍射效率测试仪无法实现较大尺寸光栅的全口径衍射效率的测量。

发明内容

本发明为解决现有光栅衍射效率测试仪无法实现光栅在1100nm-2500nm波段范围内衍射效率的测量以及无法实现较大尺寸光栅的全口径衍射效率的测量的问题，提供一种宽波段大尺寸平面光栅衍射效率测试仪。

一种宽波段大尺寸平面光栅衍射效率测试仪，包括光源系统、前置单色仪、测量单色仪、探测系统和控制器；所述光源包括钨灯、氘灯、第一平面反射镜和第二平面反射镜和聚光镜；所述前置单色仪包括第一入射狭缝、第一凹面准直镜、分光光栅组、第一转台、第一凹面成像镜、第一出射狭缝和前置单色仪壳体；所述测量单色仪包括第二入射狭缝、第二凹面准直镜、第二转台、第二凹面成像镜、第二出射狭缝和测量单色仪壳体；所述钨灯和氘灯发出的光束分别经第一平面反射镜和第二平面反射镜反射到聚光镜上，经聚光镜反射后的光束再经第一入射狭缝聚焦后入射到第一凹面准直镜，经第一凹面准直镜准直的光束反射到分光光栅组，所述分光光栅组固定在第一转台上，经分光光栅组分光后光束入射至第一凹面成像镜，所述经第一凹面成像镜反射的光束依次经第一出射狭缝、透镜组、第二入射狭缝和第二凹面准直镜后入射至参考平面反射镜，所述参考平面反射镜安装在第二转台上，所述控制器控制第二转台的运动，经参考平面反射镜反射的光束入射到第二凹面成像镜，经第二凹面成像镜的光束由第二出射狭缝出射后被探测系统接收，所述探测系统获取参考平面反射镜的反射光通量；将待测平面光栅替换参考平面反射镜放置在第二转台上，经第二凹面准直镜后的光束入射至待测平面光栅，经待测平面光栅衍射后的光束经第二凹面成像镜和第二出射狭缝后被探测系统接收；探测系统获取待测平面光栅的衍射光通量，对待测平面光栅的衍射光通量与参考平面反射镜的反射光通量求比值，获得待测平面光栅的衍射效率。