中阶梯光谱仪 一、中阶梯光谱仪基本概念和理论 又称反射式阶梯光栅(reflection stepped grating)。其性质介于小阶梯光栅和阶梯光栅之间。它与一般的闪耀光栅不同，不以增加光栅刻线，而以增大闪耀角(高光谱级次和加大光栅刻划面积)来获得高分辨本领和高色散率。 中阶梯光栅光谱仪是一种全谱直读的新型高端光谱仪器，它以中阶梯光栅为主色散元件，经低色散元件进行交叉色散后，在焦面处形成二维谱图（即：中阶梯光栅光谱仪各级之间的重叠用交叉色散棱镜的办法来解决，即棱镜的色散方向与中阶梯光栅的色散方向互相垂直，这样在仪器的焦面上形成二维光谱图象 ）该二维谱图被探测、接收、数字化后，采用特定的谱图还原方法可以转换为高分辨率的一维光谱信息。 二、中阶梯光谱仪国内外概况 中阶梯光栅光谱仪在20 世纪70 年代开始受到广泛关注，但在经历了七十年代的短暂热潮之后，由于探测器技术不够成熟而没有能够很好的继续发展。直到 90 年代，随着探测器技术和激光技术的成熟，尤其是二维阵列探测器（如CCD 技术）及大功率短脉冲激光器的发展，推动了中阶梯光栅光谱仪技术的发展与应 用，使中阶梯光栅光谱仪再次受到普遍的关注。二维阵列探测器充分利用了现代 半导体技术，具备大动态范围、高量子效率和高灵敏度等优点，而大功率短脉冲 激光器则提供了新的实验方法。随着高性能CCD 的出现与发展，中阶梯光栅光 谱仪适用的光谱范围扩展到从软X 光直到近红外区。与此同时，计算机科学的 发展与图像处理技术的进步也使得中阶梯光栅光谱仪的性能和应用范围不断得到提升。作为一种通用光谱仪器，中阶梯光栅光谱仪在20 世纪70 年代开始在天文领域率先得到应用。到80 年代，随着光栅刻划技术的发展，世界上许多2～4m 级天文望远镜都配备了中阶梯光栅光谱仪；至20 世纪末，全世界已有10 架配备了高分辨率中阶梯光栅光谱仪的8～10m级光学/红外天文望远镜投入使用。今天，欧美发达国家已经将中阶梯光栅光谱仪广泛应用于天文、地矿、化工、冶金、医药、环保、农业、食品卫生、生化、商检和国防等诸多领域。我国于 1995 年研制成功2.16 米望远镜折轴阶梯分光仪，该仪器是我国首次研制的大型中阶梯光栅光谱仪器，配备于北京天文台兴隆观测基地2.16m 望远镜，为我国天文界开展高分辨率光谱研究提供了有效的手段。但是，如果作为通用测试仪器则由于其结构相对复杂，光学装调难度大，成本高，不可能进入商业领域。在民用方面，国内对...
