專利名稱：一種基于補償算法的光柵衍射效率的測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光譜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于補償算法的光柵衍射效率的測量方法。
背景技術(shù)：
衍射光柵(以下簡稱光柵)是光譜分析儀器的核心元件。衍射效率是評價光柵性能最為重要的技術(shù)指標之一，也是評價光譜儀器能量傳輸特性的基本因素。衍射效率分為絕對衍射效率和相對衍射效率。在實際測量中，衍射效率通常指的是相對衍射效率，即探測器接收到的給定級次和波長的衍射光通量與接收到的標準反射鏡的反射光通量之比。同一塊光柵對于某一波長λ的不同衍射級次的衍射效率是不同的。光柵客戶往往對所需求的光柵提出要求，要求光柵的衍射效率在某一波長λ的第m級次必須達到規(guī)定的技術(shù)指標要求，所以光柵的研制和生產(chǎn)單位，對它所研制、生產(chǎn)出的光柵要進行光柵衍射效率的測試。經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展，光柵衍射效率的測量方法已從傳統(tǒng)的線譜法發(fā)展為連續(xù)掃描法。連續(xù)掃描法能夠給出衍射效率相對于波長的連續(xù)曲線，這樣可以反映包括光柵Rayleigh異常和共振異常等在內(nèi)的衍射特性，同時也可以使光柵用戶對光柵有一個非常直觀的印象。對光柵衍射效率測量原理進行分析，發(fā)現(xiàn)在測量過程中，當待測光柵的規(guī)格和入射波長發(fā)生變化時，由光柵色散引起的出射光譜寬度和光柵旋轉(zhuǎn)造成的光束截面將發(fā)生不同程度的變化，產(chǎn)生不可避免的誤差，造成測量結(jié)果的不準確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有的光柵衍射效率測量方法存在測量誤差并導致測量結(jié)果不準確的問題，提供一種基于補償算法的光柵衍射效率的測量方法。一種基于補償算法的光柵衍射效率的測量方法，該方法由以下步驟實現(xiàn):步驟一、對前置單色儀進行波長標定；步驟二、打開測量單色儀，將參考平面反射鏡放在第二轉(zhuǎn)臺上；設(shè)置待測平面光柵參數(shù)，根據(jù)待測平面光柵的測試波長設(shè)置前置單色儀的輸出波長，控制器控制第二轉(zhuǎn)臺對參考平面反射鏡進行掃描，獲得參考平面反射鏡的反射光通量；步驟三、將待測平面光柵放在第二轉(zhuǎn)臺上，根據(jù)待測平面光柵的測試波長設(shè)置前置單色儀的輸出波長，控制器控制第二轉(zhuǎn)臺待測平面光柵進行掃描，獲得待測平面光柵的衍射光通量；對步驟二獲得的反射光通量與衍射光通量求比值，獲得存在誤差的待測平面光柵衍射效率測量值M0 ；步驟四、計算光譜增寬寬度和光束截面變化因子；所述光譜增寬寬度公式為:
權(quán)利要求
1.一種基于補償算法的光柵衍射效率的測量方法，其特征是，該方法由以下步驟實現(xiàn): 步驟一、對前置單色儀進行波長標定；步驟二、打開測量單色儀，將參考平面反射鏡(17)放在第二轉(zhuǎn)臺(18)上；設(shè)置待測平面光柵(16)參數(shù)，根據(jù)待測平面光柵(16)的測試波長設(shè)置前置單色儀的輸出波長，控制器(23)控制第二轉(zhuǎn)臺(18)對參考平面反射鏡(17)進行掃描，獲得參考平面反射鏡(17)的反射光通量； 步驟三、將待測平面光柵(16)放在第二轉(zhuǎn)臺(18)上，根據(jù)待測平面光柵(16)的測試波長設(shè)置前置單色儀的輸出波長，控制器(23)控制第二轉(zhuǎn)臺(18)對待測平面光柵(16)進行掃描，獲得待測平面光柵(16)的衍射光通量；對步驟二獲得的反射光通量與衍射光通量求比值，獲得存在誤差的待測平面光柵衍射效率測量值Mtl ； 步驟四、計算光譜增寬寬度和光束截面變化因子；所述光譜增寬寬度公式為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于補償算法的光柵衍射效率的測量方法，其特征在于，步驟二所述的設(shè)置待測平面光柵(16)參數(shù)包括光柵的刻線密度、閃耀波長和測試波長范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于補償算法的光柵衍射效率的測量方法，其特征在于，步驟二中控制器(23)控制第二轉(zhuǎn)臺(18)對參考平面反射鏡(17)進行掃描的具體過程為:首先控制前置單色儀出射零級光，控制器(23)控制測量單色儀中的第二轉(zhuǎn)臺(18)在方位方向?qū)⒖计矫娣瓷溏R(17)進行掃描，掃描至光通量最大值時對參考平面反射鏡(17)定位，控制第二轉(zhuǎn)臺(18)內(nèi)的俯仰電機調(diào)整參考平面反射鏡(17)的俯仰位置，掃描至光通量最大值時定位；根據(jù)待測平面光柵(16)的測試波長設(shè)置前置單色儀的輸出波長，采用能量積分的方法記錄參考平面反射鏡(17)的反射光通量，實現(xiàn)對參考平面反射鏡(17)的光通量的測量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于補償算法的光柵衍射效率的測量方法，其特征在于，步驟三中控制器(23)控制第二轉(zhuǎn)臺(18)對待測平面光柵(16)進行掃描，獲得待測平面光柵(16)的衍射光通量的具體過程為:令前置單色儀出射待測平面光柵的閃耀波長，控制器(23)控制測量單色儀中的第二轉(zhuǎn)臺(18) 18進行掃描，掃描至閃耀波長處光通量最大值時定位，控制第二轉(zhuǎn)臺(18)內(nèi)的俯仰電機調(diào)整待測平面光柵(16)的俯仰位置，掃描至光通量最大值時定位，控制第二轉(zhuǎn)臺(18)內(nèi)的滾轉(zhuǎn)電機調(diào)整待測平面光柵(16)的滾轉(zhuǎn)位置進行掃描，掃描至光通量最大值時定位；根 據(jù)待測平面光柵(16)的測試波長設(shè)置前置單色儀的輸出波長，采用能量積分的方法記錄待測平面光柵(16)的衍射光通量。
全文摘要
一種基于補償算法的光柵衍射效率的測量方法，涉及光譜技術(shù)領(lǐng)域，解決現(xiàn)有的光柵衍射效率測量方法存在測量誤差并導致測量結(jié)果不準確的問題，包括對前置單色儀進行波長標定；準備待測平面光柵和參考平面反射鏡；測量參考平面反射鏡的反射光通量；輸入待測平面光柵的基本參數(shù)，如刻線密度、待測波長范圍、閃耀波長等，測量待測平面光柵測試波長的衍射光通量；計算由光柵色散引起的出射光譜增寬寬度和光柵旋轉(zhuǎn)造成的光束截面因子，計算存在誤差的測量值，根據(jù)補償模型，基于補償算法計算待測光柵的衍射效率。本測量方法可設(shè)置起始波長、終止波長及掃描步長，并具有對測量結(jié)果進行自動修正的功能。且測量方法簡單，測試過程性能穩(wěn)定、自動化程度高。
文檔編號G01M11/02GK103226058SQ20131011353
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日
發(fā)明者曹海霞, 陳少杰, 巴音賀希格, 齊向東, 潘明忠, 崔繼承, 唐玉國 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所