第30卷，第9期 2010年9月
光谱分析
光
谱学
Spcctroscopy and Speetral Analysis
阿达玛光谱仪的入射狭缝选择方法研究
Vol.30.No.9.pp2581-2585 September,2010
范玉12，吴一辉，宣明"，张平1，周连群12，刘永顺1-2
130033
1，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，应用光学国家重点实验室，吉林长春 2.中国科学院研究生院，北京100049
摘要为了确定光谱仪的人射多狭缝结构设计的可靠依据，研究了4种阿达玛S型狭缝阵列发生衍射后的光强分布。采用MEMS加工技术制作出最小狭缝单元为6μmX6μm的一体式微硅片阿达玛狭缝阵列，对3种S7型狭缝和一种S15型狭缝进行比较。首先利用阿达玛矩阵构造狭缝阵列的孔径函数，得到了衔射后的光强分布两数；然后运用Matlab软件对光强分布函数仿真，获得了各种狭缝衍射后的光强分布图及光通量对比。搭建了试验装置进行验证，试验表明实际衍射光强分布及光通至间的比值都与仿真结果相符。最后分析了狭缝结构参数对光强分布的影响，总结了S型狭缝阵列衍射规律。所提出的衍射光强分布方法，为光谱仪中人射狭缝的选择与设计提供了理论依据，为实际应用提供了有价值的参考。
阿达玛光谱仪；微硅片狭缝阵列；光通量；阿达玛S型阵列
关键词
中图分类号：TH744.1；(233.1
文献标识码：A
引
言
且前微小型光谱仪人射狭缝形式大多数采用单狭缝，在化学分析、医学分析等对光谱仪分辨率高要求的情况下，通常采用减小人射狭缝尺寸手段来实现。这必然导致光通至严重下降，对微弱情号的分析极其不利。大多数光光谱仅不得不在光通量与分辨率之间进行折衰()。为了实现多狭缝阵列结构，目前经常利用双层薄膜硅片叠加的方法，比如采用压电聚动加放大机构的方式来实现繁动，每次平移一个获缝距离。这种方法对两层狭缝阵列的对准工艺要求非常苛刻，并且驱动结构复杂、精度有限，同时由于移动距离有限，限制了狭缝的个数，种种不利都限制了阿达玛光谱仪的发 5)
MEMS技术的发展使光谐仪各项性能不断完善，正广泛应用到各个领域"]。本文利用MEMS工艺制作出的全固态阿达玛狭缝阵列，最小狭缝单元为6um，完全能克服上述缺点，因为全固态的阿达玛光谱仪仪仪用一次采集就可以实现阵列的变换。克服了大多数光栅光讲仪的缺陷。
但是，多狭缝结构参数应如何进行选择，日前却缺少可靠的依据，需要一种方法来指导多狭缝参数设计。本文以光通量为考察对象，对多狭缝结构参数设计进行分析。以衔射理论为基础，对四种阿达玛S型微硅片狭缝阵列进行光通量
收稿日期：2009-11-23，修订日期：2010-02-22
DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2010)09-2581-05
比较，通过仿真与实验验证发现了多狭缝单元边距、单元尺寸及阵列阶数这3个参数对光通量的影响规律，为阿达玛光谱仪的人射狭缝类型的选择与设计提供了依据，
阿达玛S型微硅片阵列狭缝
按照S型短阵的排列(1.8)，本文制作了3种S7型狭缝和一种S15型狭缝进行比较，如表1所示。
Table1 序号狭缝1 狭缝2 狭缝3 狭缝4
S slits that have been produced(unit: μm)
单元边距 46 48 46 46
孩缝尺寸 66 6x6 16×16 6×6
阶数 7 15
微狭缝尺寸示意图如图1所示，其中狭缝尺寸是指最小单元的长度乘以宽度，单元边距是指相邻两列的邻近边的距离与相邻两行邻近边的距离（列边距一行边距）。图2为显微镜下的微硅片狭缝实物图片，放大了100倍。
本文的微狭缝阵列以硅片为原料，通过使用MEMS加工技术得到了微狭缝阵列，加工技术工艺稳定。仪器性能得到了很大的改善，成本却未增加多少，提商了仪器的性价
基金项目：国家（863计划）项H(2007AA042102)，国家（863B计划）项日（(2006.AA04Z367)和声林省科技发展技术项月（20060335)资助
作者简介：范玉，女，1979年生，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所博士万方数据
e-mail;fanyu126@126.com