Czerny-Turner型双光栅单色仪的波长驱动与波长校准研究

单色仪在实际光谱测量前需要进行波长校准。文中分析了波长驱动原理,并推导了Czerny-Turner双光栅单色仪出射波长与步进电机脉冲数的关系式。在此基础上进行了波长校准实验。使用低压汞灯作为校准光源,在紫外波段和可见波段蓝端,扫描多条低压汞灯特征谱线,得到单色仪的指示波长与信号强度的关系数据。计算出单色仪出射这些谱线时使用的波长修正量。最后使用曲线拟合方法得到250 nm～450 nm光谱范围内单色仪出射任意波长时对应修正量的计算式。波长校准保证了单色仪的波长准确性。     

宽波段单色仪多级谱高精度波长定标

通常利用单色仪输出的单色光对空间遥感光谱仪进行波长定标。提出以空间遥感光谱仪的置信度为标准,来评价宽波段单色仪高精度波长定标精度的方法。通过对仪器精度的分析,分别求出单色仪的波长的重复性误差和偏差。应用高压汞灯的本征谱和光栅衍射多级谱作为定标谱线,避免更换灯源带来的误差。通过粗细定标相结合的方法,缩短扫描时间,并且运用高斯拟合对波峰进行精确定位,缩小误差。最后利用高次拟合得到的关系式,测出单色仪波长精度,计算出空间遥感光谱仪定标的置信度。以1.5 M单色仪为例,单色仪在200～840 nm波段内波长精度±0.016 nm,则空间遥感光谱仪的波长精度达到±0.050 nm的置信度为99.82%。     

15-75nm波段室温干燥空气的光谱分辨XUV透过率测量

以McPHERSON247型掠入射软射线-真空紫外单色仪配合5900Magnum通道电子倍增器,在室温下测量了不同压强下干燥空气的15—75nm波段光谱分辨极紫外辐射(XUV)透过率,单色仪理论光谱分辨率Δλ≤0.075nm,波长扫描间隔0.5nm,有效吸收长度100mm。测量结果与Henke等人的数据进行了对比。     

对单色仪定标实验中的Hg光谱谱线补充标定的讨论

讨论了Hg光谱在单色仪定标实验中的补充定标问题,指出有关文献中所补充标定的两条谱线之一——504．58nm谱线并非Hg谱线．     

用空心阴极光源标定极紫外-软X射线单色仪

为了使单色仪在极紫外-软X射线波段准确地进行波长扫描,需要对单色仪进行波长标定。单色仪的所有组件都放置在罗兰圆的圆周上,改变出射狭缝在罗兰圆上的位置,在单色仪的出射狭缝处就可以得到相应波长的单色光。通过测量标准He空心阴极光源的发射光谱,对Mcpherson247单色仪进行波长标定,并对实验结果进行了分析,得出在1~100nm波段内单色仪标定精度为±0.017nm~±0.097nm。     

氟化钡晶体真空紫外透过率温度特性研究

真空紫外波段存在几个可用于研究电离层物理现象的重要光谱,其中135.6nm的夜气辉是重要的探测谱段,通过对该波段辐射强度的探测可反演出电离层电子密度(TEC)及F2层峰值电子密度。夜气辉发射线中,130.4nm的发射线与135.6nm光谱间隔很近,发射强度与135.6nm强度相当,因此,要实现对135.6nm夜气辉探测需要抑制130.4nm气辉辐射。分别对0.5和1mm厚的真空紫外级别的氟化钡晶体窗口透过率随温度变化特性进行研究,结果表明,氟化钡晶体的短波截止波长随温度的升高向长波方向偏移,在一定温度范围内,氟化钡晶体可以很好地抑制130.4nm辐射,并在135.6nm波段有较高的透过率。与国外相关文献所报道的通过加热SrF2晶体来抑制130.4nm辐射的方式相比,利用氟化钡晶体作为短波截止滤光片,可以将130.4nm的杂散光完全抑制,同时可以降低仪器功耗,对于电离层光学遥感探测有着重要的意义。     

TiVI真空紫外光谱

用1m法向入射光谱仪观察三电极真空火花发射的Ti五次离化光谱。在24～200nm波段内观察到157条TiVI的新谱线。根据新归属的TiVI谱线定出11个新能级,并对5个有疑问的能级值作了修正。     

纯转动拉曼激光雷达中阶梯光栅单色仪设计

纯转动拉曼激光雷达测温系统通常根据大气中N₂分子高低阶量子数的转动拉曼散射回波信号来反演大气温度,而探测转动拉曼谱的一种有效方法就是采用单色仪。文章阐述了中阶梯光栅单色仪的探测原理和结构,分析了探测谱线的高阶和低阶量子数及对应的拉曼散射波长。通过对中阶梯光栅的分光原理及色散能力分析计算了准直-聚焦系统的焦距,给出了光学系统的设计参数。利用Zemax软件对光路进行了模拟仿真,仿真结果表明：在探测激光波长为532 nm的条件下,采用两块中阶梯光栅设计的单色仪,能够将529.05, 530.40, 533.77和535.13 nm的拉曼谱线很好的分开,同时对对称量子数的谱线信号进行求和,增强系统的信噪比。中阶梯光栅单色仪体积较小,利于测温雷达系统的小型化。     

新发现640nm波段内碘-127,碘-129分子的超精细结构谱线

近年来,在法国Bennett和Cerez以及在西德赵克功、Glaser和Helmcke研究了利用氦3-氖20激光辐射的612nm,630nm和640nm 波段的碘分子超精细结构谱线.Bennett等人首先发现了在612nm波段碘-127分子R(47)9-2的21条超精细结构谱线.赵克功等人首先发现了在612nm波段内碘-129分子P(110)10-2的28条超精细结构谱线。由于赵克功等人精密地测量了超精细结构谱线的间隔,标准误差仅为 ±30kHZ,所以在分类计算中,对碘分子常数进行了较好的修正,使得理论计算与测量结果很好的一致.利用他们发现的谱线作为对612nm氦3-氖20激光的稳频参考谱线,这些谱线的波…     

毛细管真空紫外线辐射源

稀有气体中的毛细管放电的共振辐射在真空紫外区,可被用作真空紫外辐射源。本文讨论了无窗式毛细管真空紫外辐射源的结构设计,并用实验测定了它的辐射特性。由于HeⅡ(303.8)共振辐射对光电子谱研究最为有用,实验表明为了获得强的HeⅡ(303.8)线,He的工作气压应小于0.1乇。总的HeⅡ(303.8)约为3.2×10~(11)光子/秒。此类毛细管真空紫外光源可用于表面研究及真空紫外单色仪的波长定标。     

快速真空紫外光谱诊断在EAST实验的初步应用

为了在EAST装置上开展高参数放电条件下边界杂质辐射的实验研究,发展了真空紫外(VUV)光谱诊断系统。该系统采用了焦距为200mm的Seya-Namioka型VUV光谱仪,并配备了600g·mm^-1凹面全息光栅,所能观测的波长范围为50~700nm,覆盖真空紫外、近紫外和可见光波段。系统在垂直方向的观测范围为Z=-350~350mm。利用该系统开展了EAST边界杂质谱线的实验研究。通过分析CⅣ(154.8nm)杂质和FeⅡ(235nm)的谱线强度的时间演化行为,验证了该系统谱线强度测量的准确性与可靠性。通过分析CⅠ(365.2nm)杂质辐射强度在加热功率调制下的时间演化行为,验证了该系统研究较短时间尺度的杂质辐射行为的可行性。     

离化态氧原子的激发光谱的研究

在串列加速器上利用束箔-方法和带有CCD的光谱仪测量装置,在2～2.5 MeV束能下采用Spectrapro-500i光谱单色仪,在200 nm～800 nm波长范围测量了离化态氧原子的500多条光谱线.实验发现了许多弱谱线的跃迁能级,这些跃迁谱线以前带有光电倍增管或电子倍增器的单色仪很少测量到这些弱谱线的跃迁.本文报道在200nm～300nm范围已确定的部分光谱线和跃迁能级,这些跃迁主要属于OⅡ到OⅣ离化态原子的3p 4S3/2,3p 2 S1/2,3p 4P1/2,3p 4P3/2,3p 4P 5/2,3p 2D3/2,3p 2D5/2,3d 2D5/2,3d 2F5/2,3d2F7/2,4p 3D1,4p 3D2,5d 2D5/2等能级的跃迁,光谱分辨0.015 nm.     

低气压空气放电中真空紫外线辐射的观测

本文叙述了用掠入射真空紫外谱仪对不同条件下低气压快脉冲放电所作的真空紫外线辐射测量。分析了60—1800波长区内的谱线,用光电方法得到了550—580波段光谱以及OV193谱线轮廓。     

谱线漂移对星载成像光谱仪辐射测量精度的影响

分析了谱线漂移在地面辐射定标、星上辐射定标和在轨对地观测等环节对成像光谱仪辐射测量的影响,建立了从实验室辐射定标到星上辐射定标再到在轨对地观测全过程的辐射传递模型,并通过仿真分析求解了成像光谱仪入瞳处辐射测量不确定与谱线漂移之间的关系。结果表明,谱线漂移导致的辐射测量误差与谱线漂移量和入瞳辐亮度的分布梯度成正比;光谱带宽偏差对测量精度的影响程度较中心波长误差高一个数量级。对于可见近红外(VNIR)波段平均光谱带宽10 nm、短波红外(SWIR)波段平均光谱带宽20 nm的典型成像光谱仪,要保证谱线漂移引起的辐射测量不确定度小于6%,实现成像光谱仪在轨观测时入瞳处的辐射测量绝对精度优于10%,可见近红外波段中心波长偏差应不大于2 nm,光谱带宽偏差应不大于0.1 nm,短波红外波段中心波长偏差应不大于3 nm,光谱带宽偏差应不大于0.1 nm。     

利用加长炬管的电感耦合氩等离子体与真空光量计相配合的装置研究氮的测定

电感耦合等离子体与真空光量计连用是观察真空紫外区光谱线的基本工具。Bausch和Lomb公司利用真空光量计和一个简单吹氩的外光路所进行的初步研究表明:能使等离子体避免吸入空气的加长炬管,值得进一步研究。Heine,Babis和Denton借助于真空单色器,吹氩外光路和加长炬管也研究过120—180nm波段内的谱线,他们曾报导:在该区域内有一     

127)I2在633nm波段的超精细强谱线及稳频半导体激光器

报道了观察到的碘分子（¹²⁷I₂）在633nm波段的5组超精细强谱线,并对每组谱线的频率间距及相应振转能级的跃迁强度作出了计算,结果和实验吻合得很好．利用计算结果,对这5组谱线对应的振转能带作出了甄别．由于这些新谱线比用于氦氖激光器稳频的R（127）11.5跃迁强几百倍,因此利用这些新谱线作为半导体激光稳频的参考谱线,得到了功率为3mW的激光输出,这种半导体激光可成为新型光频标． 关键词：     

三电极真空火花光源和高离化态原子谱线的产生与观测

本文敍述了我们新近建造的一台高电压、大电容、低电感三电极真空火花光源。用此光源与SGV-50真空紫外光谱仪相配合,分别用C、Al、Ti等元素作电极,进行了积分光谱的初步观测。在200A—2000A的波段区,辩认出高离化态谱线330条,其中C谱线174条,O谱线68条,N谱线44条,Al谱线24条,Ti谱线20条。实验表明,这种光源使用效果比较好。     

氧离子激发光谱的精密测量

在2×1.7串列加速器上利用束-箔方法和装有CCD的Spectrapro-500i光谱单色仪的测量装置，在2MeV束能下研究了250nm—350nm波长范围离化态氧原子光谱.在250nm—350nm范围已确定的201条光谱线，确定的跃迁大部分属于OⅡ到OⅣ原子的n，l能级间的跃迁，一些实验结果与现有理论一致.实验发现，在这个范围的光谱大都属于弱跃迁谱线，并且许多谱线是以前没有观测到的. 关键词： 串列加速器 氧离子 CCD 光谱     

空心阴极He-Cd~ 激光器的325nm连续波振荡特性

空心阴极He-Cd~ 激光器有12条振荡谱线。传统的空心阴极只能用脉冲振荡方式发射325nm振荡谱线,该谱线有希望用于测量和化学分析领域。还希望325nm谱线和可见光波段内的一条或多条谱线同时振荡。作者用阴极长为61cm的空心阴极He-Cd~ 激光器用于高功率白光激光振荡,可使325nm单谱线连续振荡,功率为18mW。     

一种内置法布里-珀罗标准具选择He-Ne激光器内谱线的方法

He-Ne激光器中633 nm波长的增益远大于该波段其它5条谱线的增益,而且由于模式竞争的影响,通常情况下增益较低的相邻弱线(如629 nm波长)很难出光.提出一种在He-Ne激光器中加入法布里-珀罗(F-P)标准具来选择输出谱线的方法.通过选择适当的F-P标准具长度和反射率,可以达到抑制强线增益,使弱线振荡输出的目的.还采用高斯光束传输理论对谐振腔内F-P标准具的透射特性进行了仿真计算.