轉(zhuǎn)臂式角分辨光譜測量系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、金屬表面的自由電子在入射電磁場作用下發(fā)生振蕩，從而產(chǎn)生一種沿著金屬表面?zhèn)鞑サ碾姶挪?，被稱為表面等離子體(Surface Plasmons，SPs)。SPs是一些重要的表面現(xiàn)象的物理基礎(chǔ)，如表面增強拉曼、表面增強熒光、表面等離子體傳感等。由SPs的耦合條件可知，SPs的激發(fā)與發(fā)射具有方向性，因此角分辨光譜是表征金屬微納結(jié)構(gòu)及其表面等離子體的一種必要的研究手段。
　　本文基于國家自然科學(xué)基金(21373173)，設(shè)計了一套基于轉(zhuǎn)臂的通

2、用角分辨光譜測量系統(tǒng)，并研究了其相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)。本文主要研究工作如下:
　　1.分析了角分辨光譜測量系統(tǒng)的光路結(jié)構(gòu)，主要由光源、發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)、接收光學(xué)系統(tǒng)和光譜儀四部分組成;對元器件進行了選型及設(shè)計，并對光路耦合效率進行了分析。
　　2.分析了角分辨光譜測量系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)，主要包括傳動機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、轉(zhuǎn)臂模塊和樣品臺等;對各部零件進行了選型、設(shè)計、加工，并選擇了合適的加工工藝;儀器裝配和校正后的結(jié)果表明儀器精度滿足實驗需求。<

3、br>　　3.分析了角分辨光譜測量系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)，將軟件分為三個子系統(tǒng)，包括光譜儀子系統(tǒng)、運動控制子系統(tǒng)和人機界面子系統(tǒng);劃分了每個子系統(tǒng)的功能模塊，設(shè)計了每個模塊的運行流程;在VS2010平臺上，用C＃語言編程實現(xiàn)了儀器控制軟件。
　　4.分析了基于光柵方程和成像原理的公式標(biāo)定方法，利用非線性曲線擬合求解公式參數(shù)，對光譜儀器進行波長標(biāo)定;標(biāo)定后均值誤差為0.043nm，標(biāo)準(zhǔn)差為0.0225nm;提出了一種基于反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光