本文關(guān)鍵詞：拉曼光譜儀的研制及預(yù)處理方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

摘要

針對便攜式拉曼光譜儀的小型化、高分辨率需求及弱信號能量探測問題，設(shè)計了基于高分辨率光柵光譜儀和物方大數(shù)值孔徑光學(xué)探頭的便攜式拉曼光譜儀的光學(xué)系統(tǒng)，，完成了樣機性能測試。利用Czerny-Turner (C-T)結(jié)構(gòu)光柵光譜儀的像差特性，在實現(xiàn)消彗差的條件下，建立了像面大小與光柵光譜儀系統(tǒng)參數(shù)的關(guān)系，保證了系統(tǒng)的像面大小與線陣CCD尺寸之間的完善匹配，完成了新型消彗差C-T結(jié)構(gòu)光柵光譜儀系統(tǒng)。通過采用厚雙膠合透鏡形式的攝遠(yuǎn)光學(xué)結(jié)構(gòu)，完成了物方數(shù)值孔徑為0.33，并與光柵光譜儀入射光瞳完善匹配的緊湊型光學(xué)探頭系統(tǒng)。實現(xiàn)了光譜分辨率優(yōu)于0.6 nm、拉曼光譜范圍為781~1014 nm的便攜式拉曼光譜儀的優(yōu)化設(shè)計和樣機研制，樣機尺寸為243 mm×25 mm×71 mm。通過樣機實驗成功獲得了CCL4的5個拉曼光譜特征峰，驗證了整機拉曼光譜儀系統(tǒng)光學(xué)設(shè)計的可行性和合理性。

關(guān)鍵詞

Abstract

Aiming at miniaturization, high resolution and weak-signal detection of portable Raman spectrometer, the rational optical systems of the high-resolution grating spectrometer and the optical probe system with large object space numerical aperture (NA) are designed, and the testing of the performance of the prototype Raman spectrometer is completed. According to the aberration theory of the Czerny-Turner(C-T) grating spectrometer, under the coma-free condition, the relation between the imaging plane and the system parameters of the grating spectrometer is established, which ensures the perfect match between the size of the image plane of the system and the size of the linear-array CCD, and then the design of the new coma-free C-T grating spectrometer is completed. By use of the telephoto optical structure of the “thick doublet”, the compact optical probe system with object NA of 0.33 is designed which perfectly matches with the entrance pupil of the grating spectrometer. The results of the spectral resolution are better than 0.6 nm and the Raman spectrum ranges from 781 nm to 1014 nm, with the prototype size of 243 mm×25 mm×71 mm. The five characteristic peaks of Raman spectrum of CCL4 are successfully measured by the prototype Raman spectrometer, which verifies the feasibility and the rationality of the optical design of the whole Raman spectrometer system.

補充資料

中圖分類號：O436

DOI：10.3788/aos201333.0330001

所屬欄目：光譜學(xué)

責(zé)任編輯：韓峰  信息反饋

基金項目：國家自然科學(xué)基金(60977001)、吉林省與中國科學(xué)院合作長吉圖開發(fā)開放先導(dǎo)區(qū)科技創(chuàng)新合作專項資金項目(2011CJT0004)和吉林省科技廳項目(20106015，20100310)資助課題。

收稿日期：2012-07-19

修改稿日期：2012-09-15

網(wǎng)絡(luò)出版日期：--

作者單位    點擊查看

安巖：中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所, 吉林 長春 130033中國科學(xué)院大學(xué), 北京 100049
劉英：中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所, 吉林 長春 130033
孫強：中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所, 吉林 長春 130033
李淳：中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所, 吉林 長春 130033
劉兵：中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所, 吉林 長春 130033中國科學(xué)院大學(xué), 北京 100049
姜承志：中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所, 吉林 長春 130033中國科學(xué)院大學(xué), 北京 100049

聯(lián)系人作者：安巖(onesincere_7@yahoo.com.cn)

備注：安巖(1986—)，男，博士研究生，主要從事光譜儀器設(shè)計和光學(xué)設(shè)計等方面的研究。

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引用該論文

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  本文關(guān)鍵詞：拉曼光譜儀的研制及預(yù)處理方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。