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近年来,随着紫外微型光谱仪在分析化学、农药残留检测、水质监测等领域的应用越来越广泛,对光谱仪的像差、分辨率和光谱范围等性能要求也不断提高。本论文基于交叉非对称的切尔尼-特纳光路结构设计了紫外微型光谱仪的光学系统,使用ZEMAX软件对光路进行了模拟、优化和像质评价。同时,为解决光谱仪中前照式CCD探测器对紫外光谱弱响应的问题,开展了对该类探测器的紫外响应增强技术研究。除去CCD的表面玻璃保护罩,基于旋涂法将荧光粉Lumogen S 0795镀膜在CCD像敏面上,利用荧光效应实现紫外光-可见光的波长转换,增强CCD对紫外光谱的响应能力。最后,基于以上光学设计,自行研制并装调了一台光谱仪样机。通过对比CCD镀膜前后在光谱仪器中对紫外光谱的不同响应,对紫外增敏技术进行了评价,同时对CCD紫外增敏后光谱仪系统的分辨率等相关参数的改变进行了研究。论文主要包括以下几个方面的内容:1、基于交叉非对称的切尔尼-特纳(C-T)光路结构,设计紫外微型光谱仪的光学系统,并对光谱仪系统的理论分辨率进行分析讨论。使用ZEMAX软件对光路结构进行模拟、优化和像质评价,当采用30μm狭缝和1800线/mm光栅时,模拟光学系统在180~270 nm光谱范围内整体分辨率优于0.5 nm,在180 nm附近最高分辨率达到0.1 nm,各类像差图说明条纹像斑在色散方向规则且集中,各种像差控制在容限内,空间频率为5lp/mm时,传递效率50%以上。2、采用德国BASF公司生产的Lumogen?Yellow S 0795荧光粉与有机溶剂硝化纤维素、无水乙醇按照0.08g:0.7g:0.3g的比例混合后,基于旋涂法先后在玻璃基片和TCD 1304线阵CCD的光敏面上进行镀膜实验研究,有效控制膜层厚度、均匀性和表面光滑性。3、研制了一台紫外微型光谱仪样机,采用卤钨灯、低压汞灯和氘灯对光谱仪的光路系统进行装调。检测对比CCD镀膜前后对同一波段范围(217~318nm)的紫外离散和连续光谱响应,分析得出:CCD镀膜后紫外响应相对增强系数大于8.7倍,短波截止波长从310 nm蓝移至200 nm以下,同时可见光谱强度几乎没有变化。最后,对比得出CCD镀膜前后365 nm谱线的像素分辨率仅相差3 pixel。以上实验分析说明,本论文采用的CCD紫外增敏实验方案在不影响光谱仪器分辨率的前提下,使前照式线阵CCD获得了良好的紫外响应增强效果,并且不影响可见光的透过性。