小型高分辨率平场凹面光栅光谱仪的研究

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1、巧ｍｍｍ戀—＾圃科学院大学ＷＭＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ．ｙｙ？巧ｒ．’；．；；硕±学位论文．＾■．，．－？＇＊‘．＇．．．．，ｒ古，．；Ｖ去，，―？产‘毒，，小聖高分辨率平场四面光栅光谱化的研究、‘．ｔ，＇和作者姓名．：周辉．．．．．请Ｉｆ；；‘＇—指导教师＾ｙＩ：张善文副研究员；；；崔绝承副研究员；．；麵■＇．＾中国科学院杉春光学精密化械与物理研究所、：．，－ｒ；．＂＂＇＂■’＾引：理

2、学硕±．／学位类别；又．＾．：／：‘．■＾７；．学科专业：光学培养单位：中国科学院长春光学精密化械与物理研究所．．．＇Ａ，０＇Ｍ．‘＂护，２０１５１０年月＇一．｜令．＂，ｔ，’ｆｒ—记，＇产Ｌ、＞．Ｖ，今斬、‘單Ａ；ｒ密级:硕士学位论文小型高分辨平场凹面光栅光谱仪的研究作者姓名：周辉指导教师:张善文副研究员崔继承副研究员学位类别:理学硕士学科专业:光学培养单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所2015年10月Ｉ１Ｉ本人邦重声明：所提交的学位论文

3、是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得的３果＝据我所知，除了特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或累写这的研究成果。对本人的研究做出重要贾献的个人和集体，均己在文中作了明确的ｉ说明。本声明的法律结果由本人承担。－１為＞１丈之学位论文作者签名；崎曰期；争■学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解中国科学院大学及中国科学院长春光学精密机械与物理目Ｐ：研巧所有关保留、使用学位论文的规定，中国科学院大学及中国科学院长春光学精密机械与物理研究所有权保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子版，允

4、许论文被查阅和借阅。本人授权中国科学院大学及中国科学院长春光学精密机械与物理研究所可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、汇编本学位论文。、缩印或其它复制手段保存（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：词擾指导教师签名；奔ｋ奇ｆ．＞曰期；曰期：／２４学位论文作者毕业后去向；工作单位；电话：遁讯地址：由Ｐ编：StudyonAMiniatureandHigh-ResolutionFlat-FieldConcaveGratingSpectrometerByZhou

5、HuiADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofmasterofscienceChangchunInstituteofoptics,Finemechanicsandphysics,ChineseAcadenyofsicencesOctober,2015摘要小型高分辨率平场凹面光栅光谱仪研究周辉（光学）导师：张善文副研究员崔继承副研究员摘要平场凹面光栅光谱仪在国计民生

6、的各个方面均有重要应用，包括冶金、石油、原料和成品分析、生物医疗和智能交通等，也用于宇宙探索、军事侦察、资源和水文探测等领域。它能做到小型化和智能化，而且能兼顾高的光谱分辨率，符合光谱仪器的发展趋势，具有广阔的市场前景。本文根据平场凹面光栅光谱仪小型化、智能化的发展趋势，对小型高分辨率平场凹面光栅光谱仪的光栅设计、仪器装调及测试和光谱仪的误差分析方面进行了较为深入的研究，具体研究工作主要包括以下方面：(1).根据光程函数理论，对平场凹面光栅光谱仪的核心部件平场凹面光栅进行了设计，提出了一种将遗传算法和非线性规划函数寻优算法相结合对平场凹面光栅进行了像差和光

7、学优化设计的方法，并进行了具体分析，各指标均能满足设计要求；(2).在平场凹面光栅的优化设计的基础上对平场凹面光栅光谱仪进行了光学设计、机械装调及光谱定标软件设计，其主要内容包括，系统的光路设计，该平场凹面光栅光谱仪主要零部件的装调，以及后期数据处理的上位机软件的编写；(3).对平场凹面光栅光谱仪的误差来源进行了分类，并且利用光线追迹的方法对平场凹面光栅的误差分析做了较为详细的分析，得出了平场凹面光栅的使用参数对仪器的影响，并且求出了各误差的使用容限，从而指导仪器的装调工作并对光栅的设计制作提出要求;(4).在前期理论论证之后，建立了一套平场凹面光栅光谱仪

8、系统的软、硬件结构，包括光源、凹面光栅、光谱接收系统及数据采集系统