| 序号 | 专利名 | 申请号 | 申请日 | 公开（公告）号 | 公开（公告）日 | 发明人 |
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| 1 | 一种中阶梯光栅光谱仪 | CN202311452313.6 | 2023-11-03 | CN117232658A | 2023-12-15 | 蒋霖坤; 朱坪; 曾繁添; 陈鑫; 张悦 |
| 本发明提出了一种中阶梯光栅光谱仪，由针孔，凹面反射镜，中阶梯光栅，棱镜，镜头，像面构成。信号光入射针孔，经凹面反射镜反射后准直，经过中阶梯光栅将各衍射级次 、波长的信号光衍射至不同角度，再由棱镜通过两次折射将各衍射级次的信号光在水平方向（Y”‑Z”平面）分离，经镜头将各衍射级次 、波长的信号光聚焦于像面上各个位置。在此基础上，推导出了各衍射级次和波长在像面上位置的精确解。 | ||||||
| 2 | 中阶梯光栅光谱仪 | CN202210639841.1 | 2022-06-08 | CN117232653A | 2023-12-15 | 李博; 张磊; 王晓旭; 李寒霜; 顾国超; 林冠宇 |
| 本发明提供了一种中阶梯光栅光谱仪，光束经所述AOTF入口光学器件(1)后入射光束的直径减小，使其与所述AOTF(3)接收孔径兼容，然后所述光束进入所述AOTF(3)后过滤掉不需要的信号，再经所述AOTF出口光学器件(4)成像到所述光谱仪入口狭缝(5)上，所述准直透镜(6)捕获通过所述光谱仪入口狭缝(5)的光，并将其作为平行光束准直并传输到所述中阶梯光栅(7)，经所述中阶梯光栅(7)光栅衍射的光通过所述相机镜头(8)成像到所述探测器(9)上，上述中阶梯光栅光谱仪整体重量和体积都减小，降低了系统的成本。 | ||||||
| 3 | 一种中阶梯光栅光谱仪 | CN202311452313.6 | 2023-11-03 | CN117232658B | 2024-01-30 | 蒋霖坤; 朱坪; 曾繁添; 陈鑫; 张悦 |
| 本发明提出了一种中阶梯光栅光谱仪，由针孔，凹面反射镜，中阶梯光栅，棱镜，镜头，像面构成。信号光入射针孔，经凹面反射镜反射后准直，经过中阶梯光栅将各衍射级次#imgabs0#、波长#imgabs1#的信号光衍射至不同角度，再由棱镜通过两次折射将各衍射级次#imgabs2#的信号光在水平方向（Y”‑Z”平面）分离，经镜头将各衍射级次#imgabs3#、波长#imgabs4#的信号光聚焦于像面上各个位置。在此基础上，推导出了各衍射级次和波长在像面上位置的精确解。 | ||||||
| 4 | 一种消像散中阶梯光栅光谱仪 | CN201510106640.5 | 2015-03-11 | CN104729707A | 2015-06-24 | 葛宪莹; 朱军; 曹启鹏; 尹欢; 董小静 |
| 一种消像散中阶梯光栅光谱仪，包括集光单元、光栅分光单元、信号处理单元及显示单元；其中光栅分光单元主要包括入射孔、准直反射镜、中阶梯反射衍射光栅、透射衍射光栅、轮胎面反射镜；信号处理单元主要包括面阵光电探测器、A/D转换电路、光谱信号处理子单元。集光单元位于光栅分光单元之前，在集光单元之后随光路走向依次是入射孔、准直反射镜、中阶梯反射衍射光栅、透射衍射光栅、轮胎面反射镜及面阵光电探测器，入射孔位于集光单元的光路焦点处，集光单元出射光轴、入射孔与准直反射镜同轴；其中准直反射镜反射面面向入射孔且倾斜放置；透射衍射光栅位于中阶梯反射衍射光栅之后，且位于轮胎面反射镜之前，之后是信号处理单元。 | ||||||
| 5 | 小型中阶梯光栅光谱仪的装调方法 | CN201210259605.3 | 2012-07-25 | CN102809428A | 2012-12-05 | 陈少杰; 宁春丽; 崔继承; 巴音贺希格; 齐向东; 唐玉国 |
| 本发明涉及一种中阶梯光栅光谱仪的装调方法，该方法包括下述步骤：将第一入射针孔安装固定，使第一可见光激光器入射到第一入射针孔；调整准直镜的位置和角度使其工作在最佳状态；消除交叉色散棱镜的滚转误差和俯仰误差；调整聚焦镜的位置和角度，使其工作处于最佳状态；安装并调整中阶梯光栅完成其入射角度的初步装调；完成面阵探测器像面位置的调整与像面滚转误差的调整；完成中阶梯光栅、交叉色散棱镜入射角度的精确调整。本发明所需专业辅助设备少、操作简便、易于应用的精确装调方法，利于实现中阶梯光栅光谱仪的高分辨率、宽谱段范围、全谱瞬态直读的光谱分析。 | ||||||
| 6 | 一种中阶梯光栅光谱仪的装调方法 | CN201110075668.9 | 2011-03-28 | CN102155990B | 2012-09-19 | 巴音贺希格; 何淼; 崔继承; 陈今涌 |
| 一种中阶梯光栅光谱仪的装调方法属于光谱技术领域，该方法包括：配备装调用激光器、标准光源与平面镜；以激光为基准光束，安装光谱仪的光学系统和探测器组件，中阶梯光栅以平面镜替代；更换标准光源，根据探测器上得到的光谱图像，调整探测器位置，使像面整体象质最佳；根据谱图上的光斑X向位置与理想谱图模型中的谱线位置间偏差，调整反射棱镜组的放置角度；用中阶梯光栅替代平面镜，根据谱图上的光斑Y向位置，调整中阶梯光栅的俯仰角度；比较调整后探测器上的光谱图像与理想谱图模型，当两者比较接近时，可根据实际谱图反算出精确状态参数，调整谱图模型使其适应实际图像。本方法所需工具少，操作简单，有效简化了中阶梯光栅光谱仪的装调。 | ||||||
| 7 | 小型中阶梯光栅光谱仪的装调方法 | CN201210259605.3 | 2012-07-25 | CN102809428B | 2014-07-09 | 陈少杰; 宁春丽; 崔继承; 巴音贺希格; 齐向东; 唐玉国 |
| 本发明涉及一种中阶梯光栅光谱仪的装调方法，该方法包括下述步骤：将第一入射针孔安装固定，使第一可见光激光器入射到第一入射针孔；调整准直镜的位置和角度使其工作在最佳状态；消除交叉色散棱镜的滚转误差和俯仰误差；调整聚焦镜的位置和角度，使其工作处于最佳状态；安装并调整中阶梯光栅完成其入射角度的初步装调；完成面阵探测器像面位置的调整与像面滚转误差的调整；完成中阶梯光栅、交叉色散棱镜入射角度的精确调整。本发明所需专业辅助设备少、操作简便、易于应用的精确装调方法，利于实现中阶梯光栅光谱仪的高分辨率、宽谱段范围、全谱瞬态直读的光谱分析。 | ||||||
| 8 | 小型中阶梯光栅光谱仪的光路结构 | CN201210259560.X | 2012-07-25 | CN102778293A | 2012-11-14 | 陈少杰; 宁春丽; 崔继承; 齐向东; 巴音贺希格; 唐玉国 |
| 本发明涉及一种小型中阶梯光栅光谱仪的光路结构，该结构包括聚光镜、入射针孔、准直镜、中阶梯光栅、交叉色散棱镜、聚焦镜、柱面镜和面阵探测器；所述准直镜和聚焦镜均采用球面镜；聚光镜将入射光束聚焦到入射针孔，从入射针孔出射的光束照射准直镜，准直镜反射的平行光直接入射到中阶梯光栅表面，中阶梯光栅衍射的光束经交叉色散棱镜表面反射后照到聚焦镜上，聚焦镜反射的汇聚光经过柱面镜消色散后由面阵探测器接收。本发明能够有效地平衡传统光栅光谱仪高分辨率与小体积间的矛盾，实现了小体积结构形式下的高光谱分辨率，具有结构紧凑、体积小、重量轻、无移动部件、宽谱段同时测量等优点。 | ||||||
| 9 | 浸没式中阶梯光栅光谱仪的光路结构及光谱仪 | CN202210380794.3 | 2022-04-12 | CN114608704A | 2022-06-10 | 王庆宇; 沈宏海; 刘伟奇 |
| 本发明涉及成像光谱仪技术领域，具体提供一种浸没式中阶梯光栅光谱仪的光路结构以及光谱仪，所述光路结构包括入射狭缝、准直系统、主色散系统、二级色散系统、聚焦系统以及探测器；被探测物质进入所述入射狭缝，产生的入射光束入射到所述准直系统，经过所述准直系统准直后，变成平行光束；所述平行光束经过所述主色散系统进行第一次色散，再经过所述二级色散系统进行第二次色散，得到二维光谱；所述二维光谱经过所述聚焦系统聚焦后，成像至所述探测器。本发明提供的光路结构与光谱仪，不仅大大提高了光学系统的效率和光谱分辨率，也使得光谱仪在空间上更加紧凑，同时，对于制冷型红外光谱仪来说，提高了系统的稳定性。 | ||||||
| 10 | 一种中阶梯光栅光谱仪的光路结构 | CN201110075671.0 | 2011-03-28 | CN102226716A | 2011-10-26 | 巴音贺希格; 何淼; 崔继承; 陈今涌 |
| 本发明的中阶梯光栅光谱仪的光路结构属于光谱技术领域，所要解决的技术问题是：提供一种应用于高分辨率、宽谱段范围、全谱直读光谱分析的光路结构。本发明解决技术问题所采取的技术方案是：中阶梯光栅光谱仪的光路结构包括聚光镜、入射针孔、抛物准直镜、中阶梯光栅、交叉色散棱镜组、抛物聚焦镜和探测器；待测光由聚光镜收集，通过入射针孔进入光谱仪的光路；入射光束经抛物准直镜准直为平行光束后，通过中阶梯光栅和交叉色散棱镜组产生二维交叉色散，由抛物聚焦镜成像到探测器靶面，从而得到二维色散光谱图像。本发明中阶梯光栅光谱仪的光路结构简单、可靠，无移动部件，不需多次扫描。 | ||||||
| 11 | 一种中阶梯光栅光谱仪的装调方法 | CN201110075668.9 | 2011-03-28 | CN102155990A | 2011-08-17 | 巴音贺希格; 何淼; 崔继承; 陈今涌 |
| 一种中阶梯光栅光谱仪的装调方法属于光谱技术领域，该方法包括：配备装调用激光器、标准光源与平面镜；以激光为基准光束，安装光谱仪的光学系统和探测器组件，中阶梯光栅以平面镜替代；更换标准光源，根据探测器上得到的光谱图像，调整探测器位置，使像面整体象质最佳；根据谱图上的光斑X向位置与理想谱图模型中的谱线位置间偏差，调整反射棱镜组的放置角度；用中阶梯光栅替代平面镜，根据谱图上的光斑Y向位置，调整中阶梯光栅的俯仰角度；比较调整后探测器上的光谱图像与理想谱图模型，当两者比较接近时，可根据实际谱图反算出精确状态参数，调整谱图模型使其适应实际图像。本方法所需工具少，操作简单，有效简化了中阶梯光栅光谱仪的装调。 | ||||||
| 12 | 中阶梯光栅在扫描型光谱仪器中的应用 | CN201410554834.7 | 2014-10-17 | CN104406692A | 2015-03-11 | 李毅 |
| 本发明提供了一种中阶梯光栅在扫描型光谱仪器中的应用，属于扫描型光谱仪器技术领域。本发明入射光经第一凹面反光镜聚焦反射，经第一平面反光镜反射，在第一狭缝处聚焦；入射光经第一狭缝进入第一分光器，经第二平面反光镜反射到凹面光栅，凹面光栅通过旋转，进行波长选择、反射聚焦到第二狭缝；入射光经第二狭缝进入第二分光器，经第二凹面反光镜反射汇聚成平行光到中阶梯光栅，中阶梯光栅通过旋转，进行级次选择、反射到第三凹面反光镜，经第三凹面反光镜反射聚焦到出射狭缝。本发明将中阶梯光栅作为主分光元件，通过高级次光谱实现较高的光谱色散和理想的光学分辨率。使用中阶梯光栅能够把分光器设计的很小。 | ||||||
| 13 | 一种中阶梯光栅光谱仪自动光谱标定方法 | CN202311415769.5 | 2023-10-30 | CN117571123A | 2024-02-20 | 王乐; 孙亚楠; 尹禄; 崔涛; 王秋韵; 马奕程; 朱炳谕; 刘佳; 吴瑞鹏 |
| 本发明涉及光谱标定技术领域，公开了一种中阶梯光栅光谱仪自动光谱标定方法，包括以下步骤：S1、建立初步谱图还原模型A,用于表征探测器上波长与坐标的关系；S2、汞氩灯背景噪声处理；S3、识别汞氩灯特征波长，得到实际汞氩灯特征波长的坐标；S4、汞氩灯分波段拟合消除偏差，得到模型B；S5、将模型B的波长矩阵和光强矩阵转换为一维矩阵；S6、确定最终波长位置，提取特征波长；S7、分析提取精度。本发明提出的一种中阶梯光栅光谱仪自动光谱标定方法自动化程度更高，光谱仪光谱标定的速度和精度可以兼得，标定方法容易实现，效率高，省时省力。 | ||||||
| 14 | 一种具有中阶梯光栅的扫描型光谱仪器 | CN201410554834.7 | 2014-10-17 | CN104406692B | 2017-02-01 | 李毅 |
| 本发明提供了一种具有中阶梯光栅的扫描型光谱仪器，属于扫描型光谱仪器技术领域。本发明入射光经第一凹面反光镜聚焦反射，经第一平面反光镜反射，在第一狭缝处聚焦；入射光经第一狭缝进入第一分光器，经第二平面反光镜反射到凹面光栅，凹面光栅通过旋转，进行波长选择、反射聚焦到第二狭缝；入射光经第二狭缝进入第二分光器，经第二凹面反光镜反射汇聚成平行光到中阶梯光栅，中阶梯光栅通过旋转，进行级次选择、反射到第三凹面反光镜，经第三凹面反光镜反射聚焦到出射狭缝。本发明将中阶梯光栅作为主分光元件，通过高级次光谱实现较高的光谱色散和理想的光学分辨率。使用中阶梯光栅能够把分光器设计的很小。 | ||||||
| 15 | 具有内部预色散的中阶梯光栅光谱仪装置 | CN201080015286.0 | 2010-01-25 | CN102378904B | 2015-04-01 | H.贝克-罗斯; S.弗洛雷克; M.奥克鲁斯 |
| 具有内部级次分离的中阶梯光栅光谱仪装置（10）包含中阶梯光栅（34）和色散元件（38）、成像光学系统（18，22，28，46）、面检测器（16）以及预色散装置（20），所述色散元件（38）用于进行级次分离，使得可产生具有多个被分离的级次（56）的二维谱，所述预色散装置（20）用于朝色散元件（38）的横向色散的方向使辐射预色散。该装置的特征在于：预色散装置（20）包括预色散元件，该预色散元件沿着光学路径被布置在光谱仪装置内部的入射缝隙（12）之后；成像光学系统被构造为使得预色散辐射可以被成像到附加的在预色散方向上无限制的图像平面（24）中，该图像平面（24）沿着光学路径被布置在预色散元件（20）和中阶梯光栅（34）之间；以及光学装置（20,68）被设置在预色散光谱的位置上，用于影响在检测器（16）上的空间和/或光谱辐射密度分布。 | ||||||
| 16 | 一种中阶梯光栅光谱仪的自动调试系统及方法 | CN201910542604.1 | 2019-06-21 | CN110260973B | 2021-09-07 | 赵英飞; 曹海霞; 王卫东; 罗剑秋; 夏钟海; 周伟 |
| 本发明涉及一种中阶梯光栅光谱仪的自动调试系统及方法，该系统包括自动调试平台，自动调试平台上设置有上位机、控制模块、存储模块、谱图分析模块、调试模型、电机控制器和姿态调整电机组；探测器采集模块将采集的谱图传递给谱图分析模块；谱图分析模块通过特征光斑的相对位置信息来解析谱图，判断待调试模块的工作姿态；调试模型根据预存的调试参数和接收到的待调试模块的工作姿态的判断结果，计算待调试模块的调整方式及调整量，发送给上位机，上位机给控制模块发送调试指令；控制模块用于对电机控制器发出指令，电机控制器通过驱动器控制姿态调整电机组，从而实现待调试模块工作状态的改变。本发明人力成本低、可靠性高。 | ||||||
| 17 | 一种中阶梯光栅光谱仪的自动调试系统及方法 | CN201910542604.1 | 2019-06-21 | CN110260973A | 2019-09-20 | 赵英飞; 曹海霞; 王卫东; 罗剑秋; 夏钟海; 周伟 |
| 本发明涉及一种中阶梯光栅光谱仪的自动调试系统及方法，该系统包括自动调试平台，自动调试平台上设置有上位机、控制模块、存储模块、谱图分析模块、调试模型、电机控制器和姿态调整电机组；探测器采集模块将采集的谱图传递给谱图分析模块；谱图分析模块通过特征光斑的相对位置信息来解析谱图，判断待调试模块的工作姿态；调试模型根据预存的调试参数和接收到的待调试模块的工作姿态的判断结果，计算待调试模块的调整方式及调整量，发送给上位机，上位机给控制模块发送调试指令；控制模块用于对电机控制器发出指令，电机控制器通过驱动器控制姿态调整电机组，从而实现待调试模块工作状态的改变。本发明人力成本低、可靠性高。 | ||||||
| 18 | 具有内部预色散的中阶梯光栅光谱仪装置 | CN201080015286.0 | 2010-01-25 | CN102378904A | 2012-03-14 | H.贝克-罗斯; S.弗洛雷克; M.奥克鲁斯 |
| 具有内部级次分离的中阶梯光栅光谱仪装置（10）包含中阶梯光栅（34）和色散元件（38）、成像光学系统（18，22，28，46）、面检测器（16）以及预色散装置（20），所述色散元件（38）用于进行级次分离，使得可产生具有多个被分离的级次（56）的二维谱，所述预色散装置（20）用于朝色散元件（38）的横向色散的方向使辐射预色散。该装置的特征在于：预色散装置（20）包括预色散元件，该预色散元件沿着光学路径被布置在光谱仪装置内部的入射缝隙（12）之后；成像光学系统被构造为使得预色散辐射可以被成像到附加的在预色散方向上无限制的图像平面（24）中，该图像平面（24）沿着光学路径被布置在预色散元件（20）和中阶梯光栅（34）之间；以及光学装置（20,68）被设置在预色散光谱的位置上，用于影响在检测器（16）上的空间和/或光谱辐射密度分布。 | ||||||
| 19 | 一种应用于ICP光谱仪的中阶梯光栅光谱仪分光光路结构 | CN201810666086.X | 2018-06-26 | CN108896537A | 2018-11-27 | 何淼; 曹海霞; 夏钟海; 赵英飞; 罗剑秋; 宫小艳 |
| 本发明属于光谱仪分光系统领域，涉及一种应用于ICP光谱仪的中阶梯光栅光谱仪分光光路结构，该分光光路结构按光束的传播轨迹顺序包括：入射狭缝、用于准直入射光的准直反射镜、棱镜、用于实现高阶色散的中阶梯光栅、用于聚焦各波长平行光束的成像反射镜和用于接收光谱图像信号的面阵探测器；棱镜用于实现光束的交叉色散如下：光束从棱镜的同一侧入射和出射实现双次色散。本发明中阶梯光栅多个衍射级次的交叉色散通过同一棱镜双次色散实现，较之棱镜单次色散或棱镜反射，相同通光口径下光路在宽度上得以压缩；同时，在达到相同色散效果时，棱镜的厚度和楔角大大减小，可减少材料对光的吸收，提高系统的测试灵敏度；测试的短波下限可达165nm。 | ||||||
| 20 | 中阶梯光栅光谱仪、原子发射光谱仪及光谱测试方法 | CN201210310554.2 | 2012-08-28 | CN102879091B | 2014-08-20 | 陈少杰; 宁春丽; 崔继承; 巴音贺希格; 齐向东; 唐玉国 |
| 本发明涉及一种中阶梯光栅光谱仪、基于中阶梯光栅光谱仪的原子发射光谱仪、及原子发射光谱仪进行光谱测试的方法。本发明采用中阶梯光栅作为主色散元件；光源发出的光线经聚光镜聚焦在入射针孔，入射针孔出射光束经准直镜准直后入射到中阶梯光栅进行主色散，然后入射到交叉色散棱镜进行横向色散，交叉色散后经聚焦镜成像在CCD的像面上；通过改变交叉色散棱镜的入射角度，实现了200nm-900nm波段范围内的快速测量，具有宽波段、高分辨率、高灵敏度、低噪声、小体积的优点。实验结果表明本发明测试简便、灵敏度高、试样消耗量少、可实现宽波段多元素的快速测量。 | ||||||
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