凹面光栅衍射效率测试仪制造技术

本发明专利技术公开了一种凹面光栅衍射效率测试仪，包括光源系统、测量单色仪和傅里叶光谱测量系统；所述傅里叶光谱测量系统包括开始有第二入射孔的第二壳体、设置于所述第二壳体内的沿光路传输方向依次布置的准直镜、分光立方体A、固定角锥体A、移动角锥体A以及聚光镜；经所述第一入射孔进入第一壳体的光能够直接照射在所述支撑台上的待测元件上，并由待测元件汇聚到出射臂上，进而经过出射臂照射在主探测器上。该凹面光栅衍射效率测试仪可以有效地避免待测凹面光栅与标准反射镜出射光谱宽度不一致、光栅叠级、仪器杂散光较大、光源稳定性较差影响测量精度的问题。

【技术实现步骤摘要】
凹面光栅衍射效率测试仪
本专利技术涉及光谱
，更具体地说，涉及一种凹面光栅衍射效率测试仪。
技术介绍
凹面光栅作为光谱仪器的核心分光器件，其在光谱分析、前沿交叉学科、社会民生等领域均具有广泛应用。凹面光栅兼具色散分光与光束聚焦功能，其具有简化光路的作用，极大地推动了光谱仪器的小型化和轻型化。随着凹面光栅制作工艺的发展，具有像差校正、低杂散光、无鬼线和高信噪比等优秀性能的凹面光栅在光谱仪器应用领域重要性日益突出，因此高质量凹面光栅的制造及测量技术显得尤为关键。凹面光栅的衍射效率分为绝对衍射效率和相对衍射效率，其中绝对衍射效率多应用于光栅的设计领域，而相对衍射效率则多用于光栅实际测量领域。因此，作为凹面光栅最重要的技术指标之一，在投入使用前凹面光栅均需要进行衍射效率的测试。现有的凹面光栅衍射效率测试仪器中，普遍采用双单色仪的结构形式，如图1所示，其光路结构包括光源、前置单色仪、测量单色仪。其中光源为钨灯。前置单色仪包括入射狭缝02、凹面准直镜03、分光光栅04、反射聚光镜05。测量单色仪包括传输光纤06、入射臂07、待测元件支撑台08、出射臂010、探测器011。其中标号09为待测元件(凹面标准反射镜或凹面光栅)。使用图1中的测试仪时，光源出射连续光经前置单色仪为测量提供单色光，其出射端与传输光纤06相连接，根据待测元件09的测量需要控制光纤在入射臂07、出射臂010的位置以及待测元件转台08的转动角度。探测器011用于接收凹面光栅的衍射光通量和凹面标准反射镜的反射光通量，其比值即为凹面光栅的相对衍射效率，以此类推实现不同波长处凹面光栅相对衍射效率的测量。然而使用上述测试仪器无法同时测量凹面光栅的绝对、相对衍射效率，其检测待测元件的面积有限并且无法避免待测光栅和标准反射镜出射光谱宽度不一致、光栅叠级、仪器杂散光较大以及光源稳定性较差影响测量精度的问题，同时前置单色仪需定期定标、一次测量单波长模式又影响其检测效率。综上所述，如何有效地避免待测凹面光栅与标准反射镜出射光谱宽度不一致、光栅叠级、仪器杂散光较大以及光源稳定性较差影响测量精度的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种凹面光栅衍射效率测试仪，该凹面光栅衍射效率测试仪的结构设计可以有效地避免待测凹面光栅与标准反射镜出射光谱宽度不一致、光栅叠级、仪器杂散光较大以及光源稳定性较差影响测量精度的问题。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种凹面光栅衍射效率测试仪，包括光源系统、测量单色仪和傅里叶光谱测量系统；所述测量单色仪包括开设有第一入射孔的第一壳体、设置于所述第一壳体内部的用于支撑待测元件的支撑台、设置于所述第一壳体内部的出射臂和主探测器；所述傅里叶光谱测量系统包括开始有第二入射孔的第二壳体、设置于所述第二壳体内的沿光路传输方向依次布置的准直镜、分光立方体A、固定角锥体A、移动角锥体A以及聚光镜；所述光源系统发出的光经所述第二入射孔进入到所述第二壳体后，经所述准直镜准直、分光立方体A分光、固定角锥体A和移动角锥体A反射最终由聚光镜汇聚于第一入射孔处；经所述第一入射孔进入第一壳体的光能够直接照射在所述支撑台上的待测元件上，并由待测元件汇聚到出射臂上，进而经过出射臂照射在主探测器上。优选地，上述凹面光栅衍射效率测试仪中，所述傅里叶光谱测量系统还包括设置于所述聚光镜的出射光路上的分束镜和位于所述分束镜的分束光路上且位于所述聚光镜的焦平面上的辅助探测器。优选地，上述凹面光栅衍射效率测试仪中，还包括参考干涉系统，其包括稳频激光器、激光反射镜、分光立方体B、固定角锥体B、运动角锥体B和参考探测器；所述稳频激光器发出的激光经激光反射镜反射、分光立方体B分光、固定角锥体B及运动角锥体B反射最终汇集在参考探测器；优选地，上述凹面光栅衍射效率测试仪中，所述移动角锥体A和固定角锥体B相对设置，还包括动镜系统，其能够带动所述移动角锥体A和固定角锥体B同时做直线移动以使主光路与参考光路的光程差同时发生变化，所述主探测器、辅助探测器、参考探测器分别同时接收并记录随光程差变化的干涉光强。优选地，上述凹面光栅衍射效率测试仪中，所述支撑台包括能够带动所述待测元件转动的转台和能够带动所述待测元件滑动的滑台，所述滑台能够使待测元件沿着第一直线滑动，所述第一直线过所述聚光镜的焦点且垂直于所述分光立方体A的出光光路；所述转台能够使待测元件围绕第二直线转动，所述第二直线垂直于所述第一直线且垂直于所述分光立方体A的出光光路。优选地，上述凹面光栅衍射效率测试仪中，所述出射臂能够转动，且其转动的轴线沿着所述待测元件的接收光路方向设置且垂直于第二直线。优选地，上述凹面光栅衍射效率测试仪中，所述测量单色仪还包括用于带动所述主探测器沿着所述出射臂的长度方向滑动的移动平台。优选地，上述凹面光栅衍射效率测试仪中，还包括数据处理系统，其能够对采集数据进行光谱还原并计算得出待测凹面光栅的相对衍射效率和绝对衍射效率。本专利技术提供的凹面光栅衍射效率测试仪包括光源系统、测量单色仪和傅里叶光谱测量系统。其中，测量单色仪系统包括第一壳体、用于支撑待测元件的支撑台、出射臂和主探测器。支撑台、出射臂和主探测器均设置在第一壳体内部，并且第一壳体上开设有第一入射孔。傅里叶光谱测量系统包括第二壳体、准直镜、分光立方体A、固定角锥体A、移动角锥体A以及聚光镜，且准直镜、分光立方体A、固定角锥体A、移动角锥体A以及聚光镜设置在第二壳体内部，第二壳体开设有第二入射孔。准直镜、分光立方体A、固定角锥体A、移动角锥体A以及聚光镜沿光路传输方向依次布置。光源系统发出的光经第二入射孔进入到第二壳体后，经准直镜准直、分光立方体A分光、固定角锥体A和移动角锥体A反射最终由聚光镜汇聚于第一入射孔处。经第一入射孔进入第一壳体的光直接照射在支撑台上的待测元件上，并由待测元件汇聚到出射臂上，进而经过出射臂照射在主探测器上。主探测器用于接收并记录干涉光强。应用本专利技术提供的凹面光栅衍射效率测试仪时，由于采用了傅里叶光谱测量系统，因此采用傅里叶方法能够避免待测光栅和标准反射镜出射光谱宽度不一致、存在光栅叠级、仪器杂散光较大等问题，从而提高凹面光栅衍射效率的测量精度。同时进入第一壳体的光可以直接照射在待测元件上，自始至终光并没有通过传输光纤进行传输，增加了该测试仪的测量面积。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中凹面光栅衍射效率测试仪的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的凹面光栅衍射效率测试仪的结构示意图。在图1中：01-钨灯、02-入射狭缝、03-凹面准直镜、04-分光光栅、05-反射聚光镜、06-传输光线、07-入射臂、08-待测元件支撑台、09-待测元件、010-出射臂、011-探测器；在图2中：1-钨灯、2-平面反射镜、3-凹面聚光镜、4-第二入射孔、5-准直镜、6-分光立方体A、7-固定角锥体A、8-移动角锥体A、9-孔径光阑、10-聚光镜、11-分束镜、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凹面光栅衍射效率测试仪，其特征在于，包括光源系统、测量单色仪和傅里叶光谱测量系统；所述测量单色仪包括开设有第一入射孔(13)的第一壳体、设置于所述第一壳体内部的用于支撑待测元件(17)的支撑台(14)、设置于所述第一壳体内部的出射臂和主探测器(20)；所述傅里叶光谱测量系统包括开始有第二入射孔(4)的第二壳体、设置于所述第二壳体内的沿光路传输方向依次布置的准直镜(5)、分光立方体A(6)、固定角锥体A(7)、移动角锥体A(8)以及聚光镜(10)；所述光源系统发出的光经所述第二入射孔(4)进入到所述第二壳体后，经所述准直镜(5)准直、分光立方体A(6)分光、固定角锥体A(7)和移动角锥体A(8)反射最终由聚光镜(10)汇聚于第一入射孔(13)处；经所述第一入射孔(13)进入第一壳体的光能够直接照射在所述支撑台(14)上的待测元件(17)上，并由待测元件(17)汇聚到出射臂上，进而经过出射臂照射在主探测器(20)上。

【技术特征摘要】
1.一种凹面光栅衍射效率测试仪，其特征在于，包括光源系统、测量单色仪和傅里叶光谱测量系统；所述测量单色仪包括开设有第一入射孔(13)的第一壳体、设置于所述第一壳体内部的用于支撑待测元件(17)的支撑台(14)、设置于所述第一壳体内部的出射臂和主探测器(20)；所述傅里叶光谱测量系统包括开始有第二入射孔(4)的第二壳体、设置于所述第二壳体内的沿光路传输方向依次布置的准直镜(5)、分光立方体A(6)、固定角锥体A(7)、移动角锥体A(8)以及聚光镜(10)；所述光源系统发出的光经所述第二入射孔(4)进入到所述第二壳体后，经所述准直镜(5)准直、分光立方体A(6)分光、固定角锥体A(7)和移动角锥体A(8)反射最终由聚光镜(10)汇聚于第一入射孔(13)处；经所述第一入射孔(13)进入第一壳体的光能够直接照射在所述支撑台(14)上的待测元件(17)上，并由待测元件(17)汇聚到出射臂上，进而经过出射臂照射在主探测器(20)上。2.根据权利要求1所述的凹面光栅衍射效率测试仪，其特征在于，所述傅里叶光谱测量系统还包括设置于所述聚光镜(10)的出射光路上的分束镜(11)和位于所述分束镜(11)的分束光路上且位于所述聚光镜(10)的焦平面上的辅助探测器(12)。3.根据权利要求1所述的凹面光栅衍射效率测试仪，其特征在于，还包括参考干涉系统，其包括稳频激光器(21)、激光反射镜(22)、分光立方体B(23)、固定角锥体B(24)、运动角锥体B(25)和参考探测器(27)；所述稳频激光器(21)发出的激光经激光反射镜(22)反射、分光立方体B(...

【专利技术属性】
技术研发人员：马振予，齐向东，李晓天，卢禹先，于海利，唐玉国，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22