[发明专利]一种波长扫描装置及其操作方法

权利要求书

1.一种波长扫描装置，其特征在于：该机构是用凹面光栅（1）代替平面光栅和凹面镜，出射狭缝（15）设在光电倍增管（6）侧窗中心，出射狭缝（15）宽度固定且能够在一定范围内旋转。

2.根据权利要求1所述的光栅波长扫描装置，其特征在于：凹面光栅（1）通过光栅座（2）固定在光学主板（3）上；旋转架（7）由转轴（4）安装在光学主板（3）上；滚珠挡板（8）垂直设置在旋转架（7）上，其侧平面与旋转架（7）的中心线平行；在旋转架（7）的外端装有光电倍增管（6），滑杆（10）固定在贯通轴步进电机（9）的贯通轴（17）上，滚珠（12）由滚珠杆（11）固定在滑杆（10）上；贯通轴式步进电机（9）的推进装置通过电机架（13）固定在光学主板（3）上，在电机架（13）与滚珠挡板（8）之间装有弹簧（5）；旋转架（7）的旋转中心与罗兰圆（16）同心；光栅中心、罗兰圆中心与入缝在同一直线上；出射狭缝（15）设在光电倍增管（6）侧窗中心的垂直线上，其与罗兰圆（16）相切，以罗兰圆（16）的圆心为中心沿圆周旋转。

3.根据权利要求1所述的光栅波长扫描装置，其特征在于：所述的凹面光栅（1）型号为224 mm，1200线/mm。

4.一种如权利要求1所述波长扫描装置的操作方法，其特征在于： 

（1）设罗兰圆（16）与旋转架（7）中心线的交点为A点，罗兰圆（16）与凹面光栅（1）的凹面中心的交点为（B）点，出射狭缝（15）所在位置为C点，光电倍增管（6）的中心为D点，转轴（4）的圆心为E点，旋转架（7）中心线与滚珠（12）外壁的交点为F点，F点垂直位移S后的位置为G点；

（2）旋转角∠AEC = 2×色散角∠ABC，旋转半径112mm，狭缝推杆（17）与入缝直径的夹角为∠WFE=90o；狭缝推杆做直线运动，产生螺杆进程S，推动旋转架（7）旋转，规定                                               AEC=20o是复位角，用于调零；∠AEC=64o是终止角，用于旋转架（7）的旋转终止保护；

（3）螺杆进程与波长的关系用以下公式计算： 

（4）指定波长λ与脉冲总数P之间的关系用下述公式计算：

脉冲总数P=1000×S                                       

                                    

（5）复位角AEC=20o时，对应λ= 144.7068nm，∠AEC=64o是终止角，对应λ= 441.5994nm；脉冲数Pulse与波长的对应关系数据用CalculatePulse程序计算；如果增加波长，则电机正转，正转的脉冲数相当于脉冲数的增量；如果减少波长则电机反转，反转的脉冲数相当于脉冲数P的增量的负值；

（6）旋转狭缝的精度： 

式中：，，，

 ，；

步进电机的每步色散率(dλ/dP)是步进电机转动1步所产生的波长变化，。