【摘 要】
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光谱分析是一种重要的分析手段,广泛应用于环境监测、药物分析、石油化工、生化分析和生物医学研究等领域。传统的光谱分析仪受到光学系统的制约导致其体积庞大、操作繁琐、测
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光谱分析是一种重要的分析手段,广泛应用于环境监测、药物分析、石油化工、生化分析和生物医学研究等领域。传统的光谱分析仪受到光学系统的制约导致其体积庞大、操作繁琐、测量速度慢,已经不能适应实地测量、野外快速测量、远程实时监测等场合下的应用。近年来,随着环境检测、生化分析等领域的现代化发展,要求仪器具有小型化、模块化、便于携带的特点和实时测量的功能,这就对光谱类仪器的微型化提出了要求。作为光谱仪核心的光学系统,光路的构造、光学元件的选用等因素直接影响到光谱仪的体积、色散成象品质和对入射光的利用率,对仪器的性能有决定性的影响。因此,研究和设计用于微型光谱仪的光学系统意义重大。 本文通研究微型光谱仪光学系统,对光路结构、色散成象单元、检测单元进行了选择和设计,开发了一种具有标准光纤接口的流动比色皿作为测量附件,完成了系统的初步设计。 本设计采用交叉非对称式Czerny-Turner型系统作为光路结构,使用小型平面闪耀光栅作为色散元件,采用具有3648个象元的线阵CCD作为探测元件,大大缩小了光路体积并提高了分辨率。使用导光光纤作为系统耦合输入,给模块化的应用带来了便利。具体完成的工作如下: 在分析传统光谱仪不足的基础上,从光路结构、光学器件、探测器等方面提出了微型光谱仪光学系统的设计方案。 设计了基于平面闪耀光栅和一维CCD的微型光学系统,研究了波长定标技术。 最后对微型光学系统进行了装调和测试。
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