[实用新型]平面光栅衍射效率测试仪

说明书

本发明属于光学技术领域，涉及对一种平面衍射光栅的衍射效率测试仪的改进。

光栅的衍射效率可以定义为：当一束单色光入射到光栅时，光栅的某一级的衍射光的光强与入射光的光强之比，即为光栅对该单射光在该衍射级次的衍射效率。

目前，国际上比较流行的衍射效率测试仪都采用连续光谱法。这种仪器在结构上可以分为前置单色仪和测试单色仪两大部分。在测试单色仪中还包括被测光栅与标准平面反射镜之间的切换机构等。光学原理图如图1所示。

这种仪器的测量过程如下：正弦机构及驱动系统通过正弦机构带动前置单色仪的光栅转座4转动，使波长连续的单色光从入缝7进入测试单色仪。正弦机构及驱动系统8由计算机控制并带动测试单色仪中的正弦机构，使被测光栅11的衍射光可以通过出缝13被接受器14接受、记录其光强I₁并输入计算机。然后切换机构12将标准平面反射镜切换到被测光栅11的位置，同样由接受14接受、记录其光强I₂并输入计算机，再由计算机计算出两者的比值I₁/I₂，该比值即为被测光栅对该波长的衍射效率。因前置单色仪输出的是波长连续的单色光，所以测试单色仪反复重复上述步骤，就可得到被测光栅11在某一波段范围内的衍射效率曲线。

这种结构的缺点是：①由于前置单色仪中分光光栅色散范围是固定的，使测试仪的测试波段宽度被限制在一定的范围内。②因前置单色仪的照明系统为连续光源，所以从入射狭缝输入到测试单色仪的光实际上是带宽为Δλ的准单色光，又因前置单色仪中的分光光栅与被测光栅刻线密度之间的关系不可能是固定不变的，所以造成两单色仪的色散率不匹配，产生测量误差。③测试单色仪与前置单色仪的同步精度不易保证，也可产生测量误差。④结构复杂，对机械零件的加工精度和电子元件稳定性的要求高，控制系统也十分复杂。

本发明的目的是：克服已有技术测试范围较窄，采用前置单色仪和测试单色仪这种结构造成色散率不匹配，同步精度不易保证，且易测量产生误差，结构复杂等问题。

本发明的详细内容如图2所示，它包括：照明系统1、入射狭缝2、滤光片组3、半反半透镜4、准直镜5、被测光栅6、半反半透镜7、平面反射镜8、平面反射镜9、成像物镜10、正弦机构11、出射狭缝12、光栅转座13、接受器14、调制盘15、壳体16、基座17、计算机18。照明系统1安置在测试单色仪壳体16的外面；在壳体16与照明光束中心线的交点上安装入射狭缝2；在壳体16内部靠近入射狭缝2安置滤光片组3，并保证通过入射狭缝2的入射光束通过滤光片组3；半反半透镜4安置在滤光片组3的输出端，并使半反半透镜4到入射狭缝2的距离与半反半透镜4到出射狭缝12的距离相等；在光束的中心线上安置准直镜5，并使准直镜5的中心到入射狭缝2的距离与准直镜5的焦距相等；在准直镜5的输出光路中安装光栅转座13，被测光栅6放在光栅转座13上，准直镜5的输入光线与输出光线之间有一小的夹角，以利于元件的摆放，被测光栅6的衍射光与准直镜5的输入光线平行；在被测光栅6的衍射光束中安装半反半透镜7和平面反射镜8；平面反射镜9安置在平面反射镜8的输出光束中；成像物镜10安置在平面反射镜9的输出光束中，并使成像物镜10的中心到狭缝2的距离等于成像物镜10的焦距，为保证象差，成像物镜10的输入光线与输出光线之间的夹角不宜过大；调制盘15安置在半反半透镜4的反射光束中；在壳体16的侧面安装出射狭缝12，以使半反半透镜4的反射光通过调制盘15和出射狭缝12进入接受器14；接受器14安装在壳体16的外部并靠近出射狭缝12以保证将出射光全部接收；正弦机构11安装在壳体16的内部。