[发明专利]利用透射光栅对可见光谱裸眼观测并读取波长的装置及基于该装置观测并读取波长的方法

权利要求书

1.利用透射光栅对可见光谱裸眼观测并读取波长的装置，其特征在于，它包括：入射狭缝(4)、透射光栅(6)、机械转臂(8)、一号白光狭缝(9)、二号白光狭缝(10)、指针(11)和非线性波长标尺(12)；

光源(1)发出的光穿过入射狭缝(4)垂直入射至透射光栅(6)含有光栅刻线的一侧，透射光栅(6)对其接收到的光进行衍射，

一号白光狭缝(9)和二号白光狭缝(10)均垂直于机械转臂(8)的长度方向固定在机械转臂(8)上，指针(11)固定在机械转臂(8)的另一端，且指针(11)的指针指向非线性波长标尺(12)的刻度；

机械转臂(8)的一端与透射光栅(6)含有光栅刻线的一侧中心位置铰接，非线性波长标尺(12)沿指针(11)摆动时走过的路径设置。

2.根据权利要求1所述的利用透射光栅对可见光谱裸眼观测并读取波长的装置，其特征在于，它还包括：会聚透镜(5)；穿过入射狭缝(4)的光透过会聚透镜(5)垂直入射至透射光栅(6)含有光栅刻线的一侧。

3.根据权利要求2所述的利用透射光栅对可见光谱裸眼观测并读取波长的装置，其特征在于，它还包括：毛玻璃片(3)；光源(1)发出的光经毛玻璃片(3)透射后再穿过入射狭缝(4)。

4.根据权利要求1或2所述的利用透射光栅对可见光谱裸眼观测并读取波长的装置，其特征在于，它还包括：放大镜(13)；该放大镜(13)位于机械转臂(8)的另一端，用于放大非线性波长标尺(12)上的刻度。

5.根据权利要求1或2所述的利用透射光栅对可见光谱裸眼观测并读取波长的装置，其特征在于，它还包括：连动杆(16)、丝杆(17)和手轮(18)；

手轮(18)用于带动丝杆(17)的动作端沿X轴方向移动，连动杆(16)的一端固定在丝杆(17)的动作端，连动杆(16)的一端固定在机械转臂(8)上。

6.根据权利要求5所述的利用透射光栅对可见光谱裸眼观测并读取波长的装置，其特征在于，它还包括：外壳(20)；

外壳(20)的侧壁开有手轮孔，手轮(18)嵌固在该手轮孔内，外壳(20)的两个侧壁上分别设有入射光窗口(2)和观察窗口(14)，

透射光栅(6)、机械转臂(8)、一号白光狭缝(9)、二号白光狭缝(10)、指针(11)、非线性波长标尺(12)、连动杆(16)、丝杆(17)和手轮(18)均位于外壳(20)内。

7.根据权利要求1或2所述的利用透射光栅对可见光谱裸眼观测并读取波长的装置，其特征在于，二号白光狭缝(10)到透射光栅(6)中心的距离为非线性波长标尺(12)到透射光栅(6)中心的距离的0.8倍。

8.根据权利要求1所述的利用透射光栅对可见光谱裸眼观测并读取波长的装置，其特征在于，入射狭缝(4)到透射光栅(6)中心的距离等于非线性波长标尺(12)到透射光栅(6)中心的距离。

9.基于权利要求1所述的利用透射光栅对可见光谱裸眼观测并读取波长的装置观测并读取波长的方法，其特征在于，该方法为：

首先，开启光源(1)，在透射光栅(6)的另一侧观测光谱，

然后，调节机械转臂(8)的摆动角度，使得衍射谱线与一号白光狭缝(9)和二号白光狭缝(10)所确定的直线共线，

最后，读取当前位置下，指针(11)所指出的非线性波长标尺(12)的刻度，获得光谱波长。

10.根据权利要求9所述的基于利用透射光栅对可见光谱裸眼观测并读取波长的装置观测并读取波长的方法，其特征在于，波长x在非线性波长标尺(12)上的对应位置的确定方法为：

x＝R·arcsin(λ/d)

其中，λ为波长，R为弧形非线性波长标尺(12)的半径，即非线性波长标尺(12)到光栅中心的距离，d为光栅常数。