三光栅单色仪标定方法研究

单色仪是一种分光仪器,它通过色散元件的分光作用,把一束复色光分解成不同波长的单色光。文章提出了针对三光栅扫描色散机构单色仪的标定方法。对于采用正弦扫描机构的单色仪多采用多项式拟合方法实现波长标定,其精度高低取决于标定点数的多少。在全波长范围内,多项式拟合标定方法的精度有限。文章根据三光栅扫描单色仪的实际设计方案,采用正弦曲线拟合方法。光栅方程本身符合正弦规律,少量的标定点就可以满足拟合精度要求。适当选取待定参数,可以大幅度减少拟合运算过程中的计算复杂性。根据仿真软件的分析结果,其波长拟合偏误差小于0.5nm。

基于反射式三光栅光学系统的金属光栅编码器

传统的透射式二光栅系统为了提高精度,需要高度准直的光源,主光栅和指示光栅之间的间隙很小,一般位于第一菲涅耳焦面上,允差较小,容易擦伤光栅表面。而三光栅系统对光源的准直度要求不高,对光栅间隙变化不敏感,采用细栅距光栅时对光机结构的要求不象二光栅系统那样严格。因此,可将之应用于反射式金属编码器中。深入讨论了反射式三光栅系统的工作原理,基于反射式三光栅光学系统设计了金属光栅编码器的光机结构和信号处理硬件电路,采用对径数字量相加技术补偿反射式金属光栅的安装误差。

角度计量中三光栅光学系统应用分析

在目前的角度计量工作中普遍采用光电轴角编码器作为测角器件,而光栅系统由于具有分辨率高、稳定性好、出错率低、环境适应性强等特点而得到了计量界的认可。结合计量工作误差处理严谨、不确定度来源分析透彻的要求,在分析了三光栅光学系统原理的基础上,提出了针对其正弦输出信号的自适应滤波方法。

单晶硅的光谱响应测试技术研究

为实现对硅光电池光谱响应的快速、准确在线测试,开发一种硅光电池光谱响应测试软件系统。该系统采用三光栅单色仪、光源、样品室、精密锁相放大器、斩波器等作为硬件设备。该系统以VC++6.0为开发平台,具有高精度、高准确度,对外界干扰小等优点。并对硅光电池的光谱响应进行详细地分析、计算,表明与实测结果吻合。单晶硅的光谱响应的起始波长、截止波长分别为400nm和1100nm;波长为825nm时,光谱响应峰值为0.518A/W。

超宽带太阳能电磁吸收器优化设计研究

基于不同材料和尺寸的三光栅级联顶层结构设计了一种太阳能超宽带吸收器。采用时域有限差分法FDTD数值模拟了铬膜厚度、缓冲层折射率和厚度、吸收器单元周期及三光栅宽度比和高度比等结构设计参数对共振吸收光谱带宽和吸收率的影响规律。同时借助选取波长下的电磁场分布规律、结合局域表面等离子体共振探究了宽光谱、高吸收率产生的物理机制。仿真结果表明,材料和结构参数不同的三个单光栅级联可明显拓宽入射光的吸收光谱带宽;优化吸收器结构设计参数后,获得了横跨部分紫外光、全部可见光和部分红外波段的宽频带,高达2.2μm的吸收谱宽,近1μm红外频段的吸收率可达完美吸收;并且吸收器在较宽的入射角范围内依然能保持良好的吸收性能和极化的敏感特性。本文所设计的吸收器结构简单,尺寸小,易与芯片集成,可在光伏发电、太阳能热处理和光探测等方面均具有潜在的应用前景。