[发明专利]检测凹面光栅分辨率和衍射效率的装置及方法

摘要

本发明提供了一种检测凹面光栅分辨率和衍射效率的装置和方法，装置包括单色光发射单元、设置在单色光光路上的成像单元、探测单元、处理单元以及控制单元；顺序连接单色光发射单元、成像单元、探测单元、处理单元以及控制单元，单色光发射单元通过光纤将测试用单色光导入成像单元成像，光谱强度被探测单元中的探测器接收，最后经处理单元记录、分析以及处理探测器中的数据，得出凹面光栅分辨率和衍射效率的数据。本发明的装置简单，所需要的专业设备少，操作简便，可实现各类凹面光栅分辨率和衍射效率的同时检测，也可实现不同类型、不同尺寸凹面光栅在宽波段范围对分辨率和衍射效率的快速检测。

主权项

一种检测凹面光栅分辨率和衍射效率的方法，采用检测凹面光栅分辨率和衍射效率的装置进行，所述检测凹面光栅分辨率和衍射效率的装置包括单色光发射单元，用于发射单色光，包含顺序连接的光源以及单色仪；成像单元，设置在所述单色光的光路上，包含透镜、狭缝、凹面光栅、标准反射镜、凹面光栅夹具、光栅转台以及承载所述光栅转台的第一转台，所述凹面光栅夹具位于所述光栅转台上，所述光栅转台设置在所述第一转台的底座上，所述透镜、所述狭缝和所述凹面光栅或所述标准反射镜中心线位于同一水平线上，且相互之间保持一定距离，所述标准反射镜和所述凹面光栅在所述光路中的位置相同，入射角度相同，当检测分辨率时，采用所述凹面光栅，当检测衍射效率中的标准镜入射光通量时采用所述标准反射镜；探测单元，包含用于接收所述单色光经所述成像单元后所形成的衍射光谱或者反射光谱的探测器，夹持所述探测器的探测器夹具，承载所述探测器夹具的第二转台以及覆盖所述成像单元和所述探测单元的暗箱，所述探测器包含用于分辨率检测的CCD照相机以及用于衍射效率检测的光功率计；处理单元，用于获取所述探测单元的数据并且进行记录、分析以及处理；控制单元，用于控制所述单色光发射单元、所述成像单元、所述探测单元以及所述处理单元；所述第一转台和所述第二转台相互独立，分别用电机控制，用于根据不同的物方距离和像方距离调节所述凹面光栅和所述探测器的位置；所述凹面光栅夹具和所述光栅转台独立分开，其特征在于，包含下列步骤：步骤1,将所述单色光发射单元、所述成像单元、所述探测单元、 所述处理单元以及所述控制单元按照顺序连接好，所述光栅转台和所述探测器转台的初始位置调回零位；步骤2,打开所述光源、初始化所述单色仪，调整所述凹面光栅位置使其零级光谱和所述狭缝中心重合；步骤3,转动凹面光栅初调光束，使其按设计的入射角入射，调整探测器感光面位置和凹面光栅的中心在同一水平面；步骤4,调整所述凹面光栅的位置和角度使其正一级光谱成像在所述探测器感光面上；步骤5,选择labview光栅分辨率检测软件，观察计算机上的曲线，同时调节所述狭缝的宽度和位置，使系统工作于最佳状态；步骤6,将所述成像单元和所述探测单元用暗箱遮住，完成所述凹面光栅检测系统的装调，根据所检测到的所述凹面光栅的衍射光谱图像的曲线，取50％峰值处对应的半峰宽作为Δλ，根据入射波长λ，以及公式λ/Δλ来评估整块光栅的分辨率，完成所述凹面光栅分辨率的检测；步骤7,将所述探测器中的所述CCD照相机更换为光功率计，并选择衍射效率检测软件，采集记录凹面光栅的衍射光谱强值；步骤8,更换和所述凹面光栅大小一致、曲率半径相同的所述标准反射镜，保持位置不变，采集记录所述标准反射镜的350nm‑700nm反射光谱强度值，计算衍射光谱强度值和反射光谱强度值的比值，得到所述凹面光栅的相对衍射效率的数据，数据对比处理后绘制出所述凹面光栅的相对衍射效率曲线，完成所述凹面光栅衍射效率的检测。