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《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》 2012年
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衍射光栅效率自动测试仪光学系统设计与测量误差修正方法研究

寇婕婷  
【摘要】:本文对衍射光栅效率自动测试仪的光学系统进行设计和仿真,并对仪器的测量误差修正方法进行了深入研究。平面衍射光栅效率自动测试仪的主要研究工作如下:第一,在仪器光学系统设计和仿真方面,提出了双光栅单色仪系统的设计方法,在保证出射光通量没有损失的前提下,确定了双光栅单色仪系统的光源、光路结构、探测器参数,并且给出了系统的像面点列图和实际光线追迹结果。第二,在仪器的波长校准算法研究方面,提出以符合光栅方程的正弦曲线作为仪器出射波长的校准方程,基于最小二乘法原理给出校准方程的拟合残差的表达式,由于校准方程的非线性,应用二维Nelder-Mead单纯形法求解拟合残差的待定系数,建立了波长与光栅转角的精确表达式,并通过实验验证了该算法的准确性,完成了对前置单色仪的波长校准。第三,在仪器系统误差修正方法研究方面,通过对测量过程中影响测量结果的光栅出射光谱增宽和衍射光束截面变化等主要因素进行分析,给出了两者关于入射波长和光栅刻线密度的关系式,在大量实验数据的基础上,运用多元线性回归分析的数学方法,建立了回归修正模型,并将此修正模型编入测量程序,可以在测量结束的同时自动修正测量结果;经过修正后的测量偏差均在±2%以内,其测量精度比未修正前提高了一个数量级。 基于平面衍射光栅效率自动测试仪的研究基础上,对凹面衍射光栅效率自动测试仪展开了一系列相似的研究工作。第四,分别对Ⅲ型凹面光栅和Ⅳ型凹面光栅各自组成的光学系统进行设计和仿真,确定了适合多种类型被测凹面光栅的光路结构、探测器参数。第五,提出了Ⅲ型凹面光栅衍射效率的测试方法并进行验证;采用与平面衍射光栅效率自动测试仪相同的误差修正方法和步骤,实现了凹面光栅衍射效率的准确测量。 最后,分别对平面衍射光栅效率自动测试仪和凹面衍射光栅效率自动测试仪的测量性能进行分析,从测量数据中得知,两台仪器的测量准确性为±2%;测量稳定性为0.29%;测量重复性在2%以内;测量速度为15块光栅/小时;其测量结果均达到预期要求。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH741

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 牛铭;杨利文;陈昊;;一种改进的单纯形算法[J];河海大学常州分校学报;2007年01期
2 刘益敏,徐锡林,姚传荣;真空紫外单色仪光栅的波长扫描控制[J];核技术;1999年04期
3 王立辉;郁蕴健;陆段军;;大线视场大相对口径红外成像系统的光学设计[J];红外与毫米波学报;2008年01期
4 凌树森;试验数据的统计处理和误差分析 第五讲 回归分析[J];理化检验(物理分册);2001年06期
5 孔锐睿,仇汝臣,周田惠;单纯形的加速算法[J];南京理工大学学报(自然科学版);2003年02期
6 印建平;;快速自动测试平面光栅光谱衍射效率曲线的一种新方法(原理部分)[J];苏州大学学报(自然科学);1991年01期
7 巴音贺希格;朱洪春;;基于槽形函数拟合的刻划光栅衍射特性分析方法[J];物理学报;2007年07期
8 宋岩峰;邵晓鹏;徐军;;实现复消色差的超常温混合红外光学系统[J];物理学报;2008年10期
9 皮道锐;黄元申;张大伟;倪争技;庄松林;;宽光谱平像场全息凹面光栅的优化研究[J];物理学报;2010年02期
10 徐向东,洪义麟,傅绍军,王占山;全息离子束刻蚀衍射光栅[J];物理;2004年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 孔鹏;平场全息凹面光栅设计方法及制作关键技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙艳玲,谢铁邦;基于垂直位移扫描工作的表面轮廓综合测量仪[J];湖北工业大学学报;2005年05期
2 江铭波;阎旭东;徐国旺;;仪器误差限与B类不确定度[J];湖北工业大学学报;2011年05期
3 汤晓兰;全息光栅与透镜参数测量[J];湖北师范学院学报(自然科学版);1999年01期
4 李跃忠,周航慈,吴文金,龚治湘;微机双道原子荧光光度计测控系统设计[J];华东地质学院学报;2001年04期
5 姚景风;测得值服从正态分布时极限误差的确定[J];上海机械学院学报;1990年01期
6 吴国玢;关于误差理论若干基本问题的探讨[J];上海机械学院学报;1991年01期
7 殷忠民,沈承龙;旋转扇形流量调节门及其在通风机性能测试中的应用[J];上海机械学院学报;1991年01期
8 焦阳;李郝林;;数控磨削过程中砂轮电机电流的实时监测[J];上海理工大学学报;2009年01期
9 穆平安,张仁杰,戴曙光,沈熊健;轧辊辊面形状自动检测仪的研制[J];华东工业大学学报;1997年01期
10 曹俊卿,吉建华,陈家璧,庄松林;物镜像差对激光扫描精度影响的测量与补偿[J];上海理工大学学报;1998年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王玲;郭辉;付冬梅;;基于IGA-KPLS的钢材淬透性预测建模[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 李莲;翟丽霞;;动态轨道衡称重系统误差分析及数据处理的研究[A];中国仪器仪表学会第十三届青年学术会议论文集[C];2011年
3 李存龙;陈伟民;刘显明;雷小华;赖伟;曾海朋;王福权;;测量角度间隔对LED灯具光强分布测量的影响[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 倪晋平;卢红伟;董涛;;组合光幕阵列密集度测量方法[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
5 沈显庆;付家才;张帆;李俊明;;单相远程多用户多功能智能化电能表设计与实现[A];第十届中国科协年会论文集(二)[C];2008年
6 王进;刘勋;雷洪波;赖新春;;紫外可见光反射光谱法测试薄膜厚度装置及应用[A];中国核学会核材料分会2007年度学术交流会论文集[C];2007年
7 马永红;葛良全;周四春;陈明驰;李波;胡秋敏;;航空伽马低能谱段规律初步研究[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第7册)[C];2009年
8 蒋凌颖;张冬仙;郑晓东;林逸群;毛小兰;闻春敖;;自组装光栅光谱仪实验[A];2006—2010年教育部高等学校光电信息科学与工程专业教学指导分委员会及协作委员会2009年全体会议论文集[C];2009年
9 朱宁;钱伟康;郭强;;基于嵌入式XP的光谱分析系统[A];全国第一届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2006年
10 高明辉;林洁琼;;便携式近红外光谱测量仪的研制[A];科技创新与节能减排——吉林省第五届科学技术学术年会论文集(上册)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贺胜男;真空紫外同步辐射Seya-Namioka单色仪的多层膜光栅研制[D];中国科学技术大学;2010年
2 郑荣茂;基于NGGPS制造特征信息统一机理与实现方法[D];华南理工大学;2010年
3 陈国庆;荧光光谱技术在食品安全监控中的应用研究[D];江南大学;2010年
4 李如平;射流管式水压电液伺服阀研制及特性研究[D];华中科技大学;2011年
5 钟俊;宏观尺度的纳米级定位控制技术研究[D];中国科学技术大学;2011年
6 刘东;高热流密度微结构散热器换热特性的研究[D];中国科学技术大学;2011年
7 宗靖国;红外成像光谱数据获取及其在场景仿真中的应用[D];西安电子科技大学;2011年
8 韩军;光学膜厚宽带监控关键技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
9 盘宏斌;综合型电能质量调节装置的理论与技术研究[D];湖南大学;2009年
10 张滋黎;基于视觉引导的大尺度空间坐标测量方法研究[D];天津大学;2010年
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1 郭凤华;基于卡尔曼滤波的高精度磷酸根离子分析仪的设计[D];郑州大学;2010年
2 王仁瑾;热计量模式下居住建筑耗热量分摊模型研究[D];大连理工大学;2010年
3 郭陈;基于LabVIEW水泵性能试验系统[D];安徽农业大学;2010年
4 刘晟楠;基于灰色预测反馈线性化伺服控制算法的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 陈伟声;用于圆光栅编码器电子细分方法研究[D];华南理工大学;2010年
6 杨慧;信号可调压电陶瓷精密驱动电源的研究[D];南昌大学;2010年
7 付瑛;齿轮测量中心测量与控制软件的开发[D];电子科技大学;2010年
8 匡锐丹;微波着陆地面系统校准技术研究[D];电子科技大学;2010年
9 蔡文;水果动态称重与自动分选控制系统研究与开发[D];浙江大学;2011年
10 杨雪玲;基于光谱吸收法的乙烯气体浓度检测系统研究[D];山东大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩 涛,倪卫明,陈良尧;新型面阵式CCD探测器型多光栅单色仪[J];红外与毫米波学报;2002年S1期
2 邓世虎,张荣君,倪卫明,马允胜,王松有,李 晶,陈良尧;智能化多光栅单色仪的研制[J];红外与毫米波学报;2002年S1期
3 常军;刘莉萍;王涌天;翁志成;丛小杰;姜会林;;大视场、大口径双波段红外非制冷光学系统[J];红外与毫米波学报;2006年03期
4 孙强,王肇圻,刘宏波,王吉增,曹召良,卢振武;应用于双色探测器的谐衍射/折射光学系统[J];红外与激光工程;2003年03期
5 杨新军,王肇圻,母国光;折/衍混合多光谱红外成像光谱仪离轴系统设计[J];红外与激光工程;2005年04期
6 崔庆丰;;折衍射混合成像光学系统设计[J];红外与激光工程;2006年01期
7 李朝明,吴建宏,唐敏学;平场全息凹面光栅的设计[J];激光杂志;2005年02期
8 谢品;倪争技;黄元申;张大伟;张永康;;中阶梯光栅的应用研究进展[J];激光杂志;2009年02期
9 巴音贺希格,高键翔,齐向东,李英海,张坊城,李春启;9.77μm激光器零级耦合输出选频振荡光栅的设计和研制[J];中国激光;2005年03期
10 张轶楠,王肇圻,孙强;折/衍混合红外物镜的超宽温消热差设计[J];中国激光;2005年03期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 陈刚;混合集成微型光纤光谱仪的研究[D];重庆大学;2002年
2 谢永军;曲面激光直接写入技术[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
3 万峰;多通道凹面光栅紫外可见分光光度计的设计和研究[D];天津大学;2004年
4 凌青;变间距全息光栅记录光路的建模与优化[D];中国科学技术大学;2006年
5 楼俊;变间距光栅设计、制作及其在位移传感器中的应用研究[D];中国科学技术大学;2006年
6 林华;介质膜光栅:光刻胶掩模占宽比和离子束刻蚀槽深的监控[D];清华大学;2005年
7 程梁;微型光谱仪系统的研究及其应用[D];浙江大学;2008年
8 林慧;极紫外多层膜光栅的浮雕衬底制作及衍射效率测量与分析[D];清华大学;2009年
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1 刘琳;长焦距三反射式望远镜设计研究[D];苏州大学;2002年
2 赵艳皎;便携式拉曼光谱仪技术的研究[D];苏州大学;2004年
3 董光兴;重铬酸盐明胶全息记录材料的性能增强及应用研究[D];四川大学;2005年
4 万华;多层介质膜光栅掩模槽形的控制与检测[D];苏州大学;2005年
5 臧峥宁;大相对口径凹面全息光栅用于拉曼光谱研究[D];苏州大学;2005年
6 陈刚;光刻胶全息光栅掩模槽形的控制和检测[D];苏州大学;2006年
7 王诗华;用平凸透镜系统制作大口径光栅的理论与实验研究[D];苏州大学;2007年
8 朱宗文;超支化聚酯用于光致聚合物全息材料研究[D];四川大学;2006年
9 马延琴;大面积光栅的拼接理论研究[D];四川大学;2007年
10 张洪波;光刻胶光栅掩模槽形的控制研究[D];苏州大学;2008年
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1 张泽全;黄元申;庄松林;饶小红;沈国土;;亚波长光栅的衍射效率[J];仪器仪表学报;2007年04期
2 夏纪朝;黄元申;朱冬月;;基于严格耦合波理论的亚波长光栅优化设计[J];光学仪器;2010年06期
3 谭鑫;李文昊;巴音贺希格;齐向东;;紫外全息闪耀光栅的制作[J];光学精密工程;2010年07期
4 韩兆福,葛银茂,王锡仁;基于VXI总线的机载火控系统自动测试仪的设计[J];华北工学院测试技术学报;2002年01期
5 喻洪麟;鲁双全;;光栅光阀MEMS光开关系统设计[J];重庆大学学报;2008年06期
6 印勇;田逢春;陈梨;;光栅参数与小波谱值的关系[J];重庆大学学报;2008年08期
7 谭鑫;刘颖;徐向东;洪义麟;付绍军;;13.9nm Laminar分束光栅的研制[J];光学精密工程;2009年01期
8 陈思平;NW—1型晶体管自动测试仪[J];电测与仪表;1975年07期
9 印建平;一种测试平面光栅衍射效率的改进方案[J];仪器仪表学报;1995年03期
10 范细秋;张鸿海;甘志银;刘胜;;一种高效率低成本制作微透镜阵列的方法[J];机械科学与技术;2006年09期
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1 应凯;孙志诚;;会聚磁片磁场分布自动测试仪[A];中国电子学会真空电子学分会第十二届学术年会论文集[C];1999年
2 李宁;李北辰;汪清;焦迪;李冠锋;;3G网络自动测试仪设计和开发[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年
3 孔伟金;刘世杰;沈健;沈自才;邵建达;范正修;;飞秒激光用多层膜脉宽压缩光栅的设计[A];TFC'05全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集[C];2005年
4 周昌鹤;周斌;刘春泽;高波;沈军;倪星元;;ZrO2凝胶色分离光栅的设计和衍射效率测量[A];第十届中国核靶技术学术交流会摘要集[C];2009年
5 刘全;吴建宏;李朝明;;用于ICF系统的取样光栅的设计及衍射行为研究[A];2005年中国光学学会全息与光学信息处理专业委员会年会暨建会20周年纪念会[C];2005年
6 杨春林;马平;许乔;;多层介质膜压缩光栅的导模共振效应模拟研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
7 徐悟生;徐玉恒;王继扬;;Zn:Ho:Fe:LiNbO_3晶体的生长及光折变性能的研究[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
8 杨春晖;王锐;王继扬;;Zn:Ce:LiNbO_3晶体的生长及全息性能的研究[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
9 万晓霞;刘振;黄新国;;衍射光栅基图像色度性能分析[A];第十三届全国包装工程学术会议论文集[C];2010年
10 耿康;陈新荣;吴建宏;;用衍射效率的光谱分布判断多层介质膜光栅掩膜形貌[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李许 尹丽娟;深圳局挠曲试验自动测试仪通过鉴定[N];中国国门时报;2005年
2 郑原驰 本报记者 何威;跻身国际先进行列[N];吉林日报;2009年
3 喜悦;科学家首次在玻璃内部制成衍射光栅[N];科技日报;2001年
4 黄勇李锁娣 程金文;斥资数百万 环保放首位[N];镇江日报;2007年
5 通讯员 彭继林 滕 茜 本报记者 向春秀;创新之歌[N];团结报;2010年
6 ;全息转移膜谁更优[N];中国包装报;2006年
7 周宏远 周华伟;世界首张塑料钞[N];中国商报;2004年
8 本报主任记者 汪洋;浑河水进入自动监测时代[N];沈阳日报;2008年
9 韩冰;双汇:保证质量从“刀”做起[N];中国国门时报;2007年
10 ;更轻 更小 更明亮[N];中国计算机报;2002年
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1 寇婕婷;衍射光栅效率自动测试仪光学系统设计与测量误差修正方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
2 谭鑫;13.9nm光栅分束器及相关问题研究[D];中国科学技术大学;2008年
3 尚平;高精度衍射光栅干涉位移传感器及关键技术研究[D];合肥工业大学;2012年
4 赵博;衍射光栅的相位拼接[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
5 刘青;飞秒激光在透明介质中的三维光存储研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2004年
6 石磊;大尺寸衍射光栅的制造[D];清华大学;2011年
7 马韬;多层衍射光学元件设计理论及其在混合光学系统中的应用[D];浙江大学;2006年
8 刘影;大面积全息光子晶体模板的制作技术及其在LED中的应用[D];厦门大学;2006年
9 李森森;离轴全息透镜型波分复用元件的设计与制作[D];厦门大学;2007年
10 柯才军;微透镜阵列的设计、制作及与CCD的集成技术[D];华中科技大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 凌卫锋;倾斜多焦点Fresnel二元光学元件的优化方法和制作研究[D];苏州大学;2005年
2 程欣;液晶空间光调制器的相干光学特性及其在数字衍射光学中的应用[D];山东师范大学;2006年
3 李若平;一种全可见光敏感的光致聚合物全息特性研究[D];河南大学;2007年
4 王博;用于波分复用的体全息器件的机理研究[D];北京工业大学;2005年
5 丁婷;激光诱导贵金属掺杂玻璃的微结构变化机理[D];浙江大学;2007年
6 何媛;毫米波光栅谱仪的研究[D];电子科技大学;2007年
7 陆改玲;光感应光子晶格折射率调制度的研究[D];内蒙古师范大学;2007年
8 叶慧;不同染料敏化的光致聚合物材料的研究[D];浙江师范大学;2006年
9 孙艳军;八阶二元光学器件的光刻技术研究[D];长春理工大学;2007年
10 徐敏;红敏光致聚合物全息记录材料的性能增强研究[D];四川大学;2007年
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