便携式紫外-可见光谱仪设计及关键技术研究

发布时间：2024-02-21 12:53

　　利用紫外光谱对物质的性质及化学成分的分析已经成为一种有效的检测手段。例如物质在发生化学反应的同时会激发出光谱,这种光谱主要位于紫外波段,对该部分光谱进行监测分析可以定性、定量的对化学反应进行分析。然而,由于探测器中硅基底对于紫外波段光子的吸收,导致紫外光难以在探测器中产生信号电荷,因此传统光谱仪对紫外波段响应非常低,这制约着紫外光谱检测的进一步发展。针对上述的紫外光谱检测的需求,本文设计了一款便携式宽波段的紫外-可见光谱仪。其中研究的关键技术主要有以下两点:自主研制了紫外探测器,使得探测器的紫外波段响应提高了20%;研究了光谱仪中闪耀光栅的原理,提高了光谱仪器中紫外波段的入射光能量。首先研究光谱仪光路系统中的闪耀光栅原理及衍射理论,分析了闪耀光栅的闪耀波长对于光谱仪中紫外波段的影响,降低了紫外波段在光谱仪光路中的能量损失。依据交叉型Czerny-Turner结构设计了便携式紫外-可见光谱仪的光路。接着研究了荧光薄膜的制备材料和方法,以及测试荧光薄膜的性能参数。在正式进行镀膜实验之前,构建了荧光薄膜的数学模型,对薄膜的参数以及性质进行验证,为后期制作镀膜紫外增强CCD做好理论准备。荧光薄...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1交叉非对称型Czerny-Turner系统光路图Fig.1Layoutofcrossed-asymmetricCzerny-TurnersystemGratingGDCCD

图3优化后光谱仪光路Fig.3Optimizedlayoutofthecrossed-asymmetricCzerny-Turnerspectrometer

光电工程DOI:10.12086/oee.2018.180195180195-4宽波段衍射光线都能够在像面上得到聚焦。将聚焦镜与像面之间的距离与像面倾角设为优化变量，子午方向与弧矢方向的权重为1：0，开始进行优化。优化后光路图如图3所示，从图中可以看出优化后全波段光线近似聚焦在同....

图4像面点列图Fig.4Spotdiagramsofimageplane200nm&201.5nm375nm&376.5nm550nm&551nm725nm&726.5nm898.5nm&900nm

光电工程DOI:10.12086/oee.2018.180195180195-4宽波段衍射光线都能够在像面上得到聚焦。将聚焦镜与像面之间的距离与像面倾角设为优化变量，子午方向与弧矢方向的权重为1：0，开始进行优化。优化后光路图如图3所示，从图中可以看出优化后全波段光线近似聚焦在同....

图5Y轴方向点列均方根半径Fig.5RMSspotYversuswavelength

分散，制作镀膜CCD的分辨率也越差[18]。所以制作镀膜紫外增强CCD时，将薄膜蒸镀到去保护玻璃后的CCD表面，其紫外响应的分辨率几乎不会受到影响。制作出镀膜紫外增强CCD后，使用Newport公司的QE/IPCE测量套件测试其响应度。使用单色仪和积分球将不同波长的光分别均匀照射....

本文编号：3905447