光栅刻划刀架系统的运行精度对光栅光谱性能的影响.pdf

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1、第22卷第1O期光学精密工程Vo1．22No．102O14年lO月OpticsandPrecisionEngineeringOct．2O14文章编号1004—924X(2O14)lO一2674—09光栅刻划刀架系统的运行精度对光栅光谱性能的影响杨超，于海利，冯树龙，李晓天，齐向东，姜珊，唐玉国(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033；2．中国科学院大学北京100049)摘要：采用菲涅耳一基尔霍夫衍射理论建立了存在刻线弯曲和刻线位置误差的光栅衍射谱成像数学模型，分析了上述误差对光栅光谱性能的影响。针对刻划刀架系统运行不稳定问题，设计了一套光学测量结构，并提出了刻划刀

2、架系统的机械改进方案：采用双侧柔性铰链式结构代替原有的鞍型滑块与刻划刀架的固定连接方式。最后，进行了刻划刀架系统运行稳定性测试和光栅刻划实验。刻划刀架运行稳定性测试实验表明：改进后的刻划刀架系统运行稳定性比改进前有显著改善，位移曲线重复性误差PV值由127nm降低到13rlm，降低了约89。光栅刻划实验表明，刻划刀架系统改进后，光栅光谱性能有明显的改善，光栅杂散光得到了有效抑制。得到的实验结果与仿真分析结果较为一致，为提高机械刻划光栅质量提供了理论及技术保障。关键词：刻划刀架；刻划光栅；刻线弯曲；刻线位置误差；光栅光谱中图分类号：0436．1；TN305．7文献标识码：Adoi：10．3

3、788／OPE．20142210．2674InfluenceofrunningaccuracyofrulingcarriagesystemongratingspectrumperformanceYANGChao，“，YUHai—li，FENGShu—long，LIXiao—tian，QIXiang—dong，JIANGShan一，TANGYu—guo(1．ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China；2．UniversityofChines

4、eAcademyofSciences，Beijing100049，China)*C0rrPD咒gauthor，E-mail：yangchaoby@gmail．comAbstract：Agratingdiffractivespectralimagingmodelwithrulinglinebendandrulinglinepositioner—rorswasestablishedbasedontheFresnel—Kirchhoffdiffractiontheory，andtheeffectoftheseerrorsmentionedaboveongratingspectralproper

5、tieswasanalyzed．Fortheinstabilityofrulingcarriagesys—tem，anopticalmeasuringsystemwasdesigned，andamechanicalimprovementfortherulingcarriagesystemwasproposed．Itwasimplementedbyadoptingabilateralflexiblehingestructuretoreplacethefixedlinkingmethodoforiginalsaddlesliderpatternandrulingcarriagesystem．

6、Finally，Theexperi—mentsonthestabilitytestofrulingcarriagesystemandthegratingrulingtestwereperformed．The收稿日期：2013-11-20；修订日期：2014—01—05．基金项目：国家自然科学基金资助项目(No．60478034)；国家创新方法工作专项资助项目(No．2008IM040700)；国家重大科研装备研制项目(No．ZDY2008—1)；国家重大科学仪器设备开发专项资助项目(No．11YQ120023)；吉林省重大科技攻关项目(No．09ZDGG005)；国家973项目资助(No

7、．2014CB049500)第10期杨超，等：光栅刻划刀架系统的运行精度对光栅光谱性能的影响experimentonthestabilitytestofrulingcarriagesystemshowsthatrunningstabilityoftheimprovedscoretoolholdersystemisimprovedsignificantlyascomparedtOthatbeforeimprovement，andthe