光学多通道快速光谱仪的研究-光学工程专业论文.docxVIP

摘要／本课题是对现有光栅光谱仪的改进，采用CCD测角法快速检测光谱波长，替 摘要 ／本课题是对现有光栅光谱仪的改进，采用CCD测角法快速检测光谱波长，替 代了原来用步进电机测波长的机构。本文论述了CCD测角法检测光谱波长的基本 原理，并介绍了CCD工作原理及其拼接技术。研制开发了高速光谱仪驱动电路， 实现了CCD驱动、数据采集以及相关的控制等功能。在Visual C++6．0的环境下 开发出功能强大的软件包，实时采集谱线，并自动迅速读取任意一条谱线波长。 最后通过对低压汞灯谱线波长的测量，取得了满意的结果，证明了高速光谱仪设 ＼ 计方案的可行性。、义 ／ 本文主要完成以下工作： 1．设计了将CCD测角法应用到光栅光谱仪的波长扫描机构中进行波长测量 的方案。 ， 2．设计了光学多通道快速光谱仪波长测量模块的驱动电路。f该电路实现三大 ＼ 功能：一是测角CCD(TCDl500C)的驱动器：二是基于打印I=1总线【”㈣ ．、 的数据采集；三是测量辅助控制。t J 3．开发了光学多通道快速光谱仪软件系统。软件系统快速、智能化的确定谱 线的波长，并有强大的数据平滑、自动寻峰等功能。 4 通过对低压汞灯谱线波长的测量，验证该方案的可行性。 关键词：CCI)拼接技术；光栅光谱仪；波长扫描 ABSTRACTThis ABSTRACT This thesis presents the improvement of current optical spectrometers．The traditional method of wavelength measurement,using a step-motor as the wavelength indicator，is abandoned．And two assembled CCDs are used t0 moasure wavelength in the newly developed spectrometer．The theory of this new method is fully discussed． Moreover，CCD performance principles and CCD assembling technique are introduced too．The driving circuit board of O砸c Multichannel High-speed Spectrometer(OMHS) includes such three function modules as CCD driver,data acquisRion module and the control module．The multi-function software package of OMHS，devdoped in Visual C++6．0，can acquire and display sP．ec栅m lines real-timely,and calculate their wavelength quickly．Finally,the feasibility of this improvement method is proved by the satisfactory result got from the wavelength measurement ofrig lamps． ne tasks ofthis thesis are 1isted as fc·llows： 1．髓e design ofwavelength measurement method using two assembled CCDs 2．The design ofdriving circuit board of0MHS． 3．The development ofthe software package． 4．The proving ofthis measurement method7S feasibility． Key words：CCD assembling techniques，blazed grating spectrometer,wavelength scanning 墨二兰堕丝——第一章绪论 墨二兰堕丝—— 第一章绪论 1．1光栅光谱仪发展现状 光栅发明历史已久。1823年，夫朗霍夫(J．Fraunhofer)首次刻划出玻璃投射光 栅。1882年，罗兰(H．A．Rowland)建立起可刻划1英寸的光栅刻划机，发明了凹 面光栅。但只是到了本世纪四十年代，当有大量刻划机投入了使用，并采用了复 制光栅的技术以后，商品光栅光谱仪的制造和应用才得到很大发展【4】。 近些年来，由于光栅刻划和复制技术