專利名稱：電控定位光柵衍射成像儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)衍射成像實(shí)驗(yàn)儀，特別是一種通過電動(dòng)控制光學(xué)元件精確移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)觀察光學(xué)元件對(duì)物體的消色散成像現(xiàn)象及測量相關(guān)參數(shù)的實(shí)驗(yàn)儀器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有論文“光柵的匯合光譜特性與雙光柵成象效應(yīng)”(中國科學(xué)G輯2006，36(5) : 556 560)論述了一種實(shí)現(xiàn)繞障觀察圖像的方法，該方法利用兩光柵組成一成像系統(tǒng)，當(dāng)來自物體的不同波長的物光波經(jīng)第一片光柵(亦稱色散光柵)的衍射后色散為各級(jí)物光譜波，使其中某級(jí)物光譜波進(jìn)入第二片光柵(亦稱匯合光譜光柵)并滿足該光柵的某級(jí)衍射光匯合光譜條件時(shí)，在第二片光柵后將得到匯合光譜光束，從中能觀察到消色散的原物體圖像，這是該文所述的雙光柵成象效應(yīng)。該成像光路有一顯著的特點(diǎn)成像光路呈“之”字形，因而可以實(shí)現(xiàn)“繞障觀物”。兩光柵與被觀察物的放置并不在一直線上，特別是第二片光柵必須位于第一片光柵的某級(jí)衍射光路中，而不同級(jí)的衍射光路有不同的衍射角度，在尋找成像的特定位置時(shí)，第二片光柵需沿著第一片光柵某級(jí)衍射光路移動(dòng)，該移動(dòng)路徑是平面的斜直線。該成像方式新穎獨(dú)特，值得深入研究。該成像過程充分利用了光柵的衍射特性，包括光柵的色散特性及匯合光譜成像特性，反映了典型的衍射現(xiàn)象，具有明顯的教學(xué)意義。但不論是科研還是教學(xué)，對(duì)該現(xiàn)象的觀察與研究都需要專門的儀器，為此，廣西大學(xué)根據(jù)專利技術(shù)“衍射成象綜合實(shí)驗(yàn)儀”(專利號(hào)02290557.X)研制了專門的“雙光柵衍射成像儀”，并對(duì)本科生開設(shè)了雙光柵成像的新實(shí)驗(yàn)(見論文“雙光柵衍射成像儀研制與使用”，實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，第28卷第9期57-59)。該雙光柵衍射成像儀中兩光柵成像時(shí)的定位是通過其支座在橫向軌道上移動(dòng)，同時(shí)該橫向軌道在與之垂直的縱向軌道上移動(dòng)而完成的。然而，通過使用實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的雙光柵衍射成像儀的使用并不方便，存在的主要問題是成像的第二片光柵需沿著第一片光柵某級(jí)衍射光路移動(dòng)，該衍射光路為與橫向或縱向軌道有一定的夾角的位于平面的斜直線，由于該儀器中光柵移動(dòng)定位是通過其支座在橫向軌道上移動(dòng)，同時(shí)該橫向軌道在與之垂直的縱向軌道上移動(dòng)而形成，因此需在移動(dòng)過程中，保持橫向與縱向的移動(dòng)速度比例一致，這對(duì)于只能手動(dòng)操作的雙光柵衍射成像儀不易進(jìn)行控制，不便使第二片光柵始終沿著該特定的平面斜直線方向移動(dòng)而時(shí)有偏移，在實(shí)驗(yàn)中光柵位置的偏差甚至超過10%，光柵定位不準(zhǔn)確，當(dāng)光柵需要轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)手動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)角也不精確，工作量大且實(shí)驗(yàn)效率低。在現(xiàn)有的相關(guān)儀器設(shè)計(jì)中，還有一種“雙光柵成像觀察儀”(實(shí)用新型專利，專利號(hào)為CN 200720083179. 7)，雖然該結(jié)構(gòu)裝置可以實(shí)現(xiàn)第二片光柵沿斜直線移動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)觀察雙光柵成像，但是該觀察儀存在的問題是光柵的坐標(biāo)位置不易確定，該儀器只便于觀察現(xiàn)象而不便于測量數(shù)據(jù)，而且手動(dòng)調(diào)節(jié)確定導(dǎo)軌位置的操作不方便，定位不準(zhǔn)確。綜上所述，現(xiàn)有的光柵衍射成像實(shí)驗(yàn)儀器存在由于手動(dòng)操作移動(dòng)光柵導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效率、精度較低的問題，因此實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)儀器操作的自動(dòng)化，提高實(shí)驗(yàn)效率和精度，是本發(fā)明要實(shí)現(xiàn)的創(chuàng)新目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種電子控制定位光柵衍射成像儀，解決現(xiàn)有雙光柵衍射成像儀在使用中手動(dòng)操作復(fù)雜、光學(xué)元件定位不準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)效率低等問題。本發(fā)明電控定位光柵衍射成像儀，包括光柵移動(dòng)裝置和光學(xué)系統(tǒng)，所述光柵移動(dòng)裝置包括縱向軌道、橫向軌道和滑動(dòng)支座，橫向軌道置于與之垂直的縱向軌道上面，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沿縱向軌道來回移動(dòng)，滑動(dòng)支座置于橫向軌道上，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沿橫向軌道來回移動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)支架設(shè)置在滑動(dòng)支座上，光學(xué)色散元件和匯合光譜元件安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)支架上，角度標(biāo)示盤與指針分別與滑動(dòng)支座、轉(zhuǎn)動(dòng)支架共軸聯(lián)接；所述光學(xué)系統(tǒng)包括光源，觀察目標(biāo)物、光學(xué)色散元件、匯合光譜元件、擋光板和望遠(yuǎn)鏡，光柵移動(dòng)裝置上安裝電控系統(tǒng)，控制光柵移動(dòng)裝置的橫向軌道、滑動(dòng)支座的來回移動(dòng)，以及轉(zhuǎn)動(dòng)支架的轉(zhuǎn)動(dòng)。所述電控系統(tǒng)包括電源、開關(guān)、單片機(jī)和人機(jī)接口、控制電路和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，控制縱向行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)橫向軌道沿縱向軌道來回移動(dòng)，控制橫向行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)支座沿著橫向軌道來回移動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置在滑動(dòng)支座上，電控系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制轉(zhuǎn)動(dòng)支架轉(zhuǎn)動(dòng)。單片機(jī)運(yùn)行依光路衍射原理編制的電機(jī)控制算法，并完成人機(jī)接口的驅(qū)動(dòng)與交互，人機(jī)接口包括了 LCD顯示、設(shè)置鍵、操作控制手柄以及與上位機(jī)通信的接口。所述滑動(dòng)支座或橫向軌道的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為行走輪,或者同步帶。所述單片機(jī)可以更換為安裝有運(yùn)動(dòng)控制卡的臺(tái)式計(jì)算機(jī)或筆記本電腦，其人機(jī)接口包括了鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器。所述光學(xué)色散元件、匯合光譜元件為透射光柵或反射光柵，或者棱鏡等具有色散作用的元件。本發(fā)明較手動(dòng)操作的光柵成像實(shí)驗(yàn)儀具有明顯優(yōu)勢(shì)，可以電動(dòng)控制承載光學(xué)元件的滑動(dòng)支座沿著特定的平面斜直線移動(dòng)，并電動(dòng)控制轉(zhuǎn)動(dòng)支架的轉(zhuǎn)動(dòng)，更方便、準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件的移動(dòng)定位及相關(guān)參數(shù)的測量，縮短了完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，既提高了實(shí)驗(yàn)精度也提聞了實(shí)驗(yàn)效率。


圖1是現(xiàn)有光柵衍射成像儀示意圖。圖2是采用單片機(jī)控制行走輪的本發(fā)明電控定位光柵衍射成像儀示意圖。圖3是采用單片機(jī)控制同步帶的本發(fā)明電控定位光柵衍射成像儀示意圖。圖4是采用計(jì)算機(jī)控制行走輪的本發(fā)明電控定位光柵衍射成像儀示意圖。其中1——縱向軌道；2——橫向軌道；3——滑動(dòng)支座；4——轉(zhuǎn)動(dòng)支架；5——角度標(biāo)示盤；6—指針；7—光源；8—一觀察目標(biāo)物；9—光學(xué)色散元件；10—匯合光譜元件；11—擋光板；12—望遠(yuǎn)鏡；13—橫向行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)；14—轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)；15——縱向行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)；16——行走輪；17——同步帶電機(jī)；18——電控系統(tǒng)；19——同步帶。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖來說明本發(fā)明的技術(shù)方案。根據(jù)雙光柵衍射成像條件，雙光柵成像時(shí)第二片光柵必須位于第一片光柵的某級(jí)衍射光路中，是在該衍射光路中的某些特定位置上。因衍射光路都是位于平面的斜直線，這要求承載光學(xué)元件的滑動(dòng)支座能準(zhǔn)確沿平面斜直線方向移動(dòng)，常規(guī)的做法是通過手工移動(dòng)方式不斷調(diào)整光柵位置。如圖1所示，現(xiàn)有光柵衍射成像儀包括光柵移動(dòng)裝置和光學(xué)系統(tǒng)，所述光柵移動(dòng)裝置包括滑動(dòng)支座、縱向軌道I和橫向軌道2，橫向軌道置于縱向軌道上面，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沿縱向軌道來回移動(dòng)，滑動(dòng)支座3置于橫向軌道上，并通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沿橫向軌道來回移動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)支架4設(shè)置在滑動(dòng)支座3上，光學(xué)色散元件9和匯合光譜原件10安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)支架上，角度標(biāo)示盤5與指針6分別與滑動(dòng)支座、轉(zhuǎn)動(dòng)支架共軸聯(lián)接；光學(xué)系統(tǒng)包括光源7，觀察目標(biāo)物8、光學(xué)色散元件9、匯合光譜原件10、擋光板11和望遠(yuǎn)鏡12。由于如圖1所示的手動(dòng)操作移動(dòng)光柵導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效率低下、精度不高，本發(fā)明增加了電控系統(tǒng)18，通過電動(dòng)控制機(jī)械移動(dòng)部分實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件的準(zhǔn)確移動(dòng)及定位。本發(fā)明如圖2所示，增加的電控系統(tǒng)18包括電源、開關(guān)、單片機(jī)和人機(jī)接口、控制電路和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，控制縱向行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)15通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)橫向軌道沿縱向軌道來回移動(dòng)，控制橫向行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)13通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)支座3沿著橫向軌道來回移動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)14設(shè)置在滑動(dòng)支座3上，電控系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)14控制轉(zhuǎn)動(dòng)支架4轉(zhuǎn)動(dòng)；單片機(jī)運(yùn)行依光路衍射原理編制的電機(jī)控制算法，并完成人機(jī)接口的驅(qū)動(dòng)與交互，人機(jī)接口包括了 IXD顯示、設(shè)置鍵、操作控制手柄以及與上位機(jī)通信的接口。本發(fā)明利用電控系統(tǒng)控制橫向軌道的縱向移動(dòng)和滑動(dòng)支座的橫向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)光柵沿著特定的平面斜直線移動(dòng)，通過控制轉(zhuǎn)動(dòng)支架的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)光柵放置的角度變化。每個(gè)光柵的位置移動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)分別由三個(gè)電機(jī)控制，電機(jī)由單片機(jī)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制，其中，縱向行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)15驅(qū)動(dòng)橫向軌道底座的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來控制橫向軌道在縱向軌道上移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)放置于滑動(dòng)支座上的光學(xué)元件在縱向方向的移動(dòng)；橫向行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)13驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)支座3在橫向軌道上移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)放置于滑動(dòng)支座上的光學(xué)兀件在橫向方向的移動(dòng)；在上述兩電機(jī)的控制下各滑動(dòng)支座及放置于其上的光學(xué)元件便能在橫、縱兩軌道長度范圍內(nèi)移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)光柵在平面中的定位或沿某特定的平面斜直線移動(dòng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)通過控制系統(tǒng)移動(dòng)第一片光柵定位到實(shí)驗(yàn)需要的位置，選擇好該光柵的某級(jí)衍射光路，利用電控系統(tǒng)將第二片光柵置于該第一片光柵衍射光路中，控制系統(tǒng)通過人機(jī)接口確定第二片光柵在該衍射光路上的兩個(gè)位置，從而確定上述的斜直線，再通過控制系統(tǒng)操控第二片光柵在該斜直線上移動(dòng)直至滿足該光柵的某級(jí)衍射光匯合光譜條件，實(shí)現(xiàn)雙光柵成像。另外轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)14驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)支架轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使放置于滑動(dòng)支座上的光學(xué)元件的順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，以滿足兩光柵在不同夾角下的雙光柵成像實(shí)驗(yàn)的需求。本儀器配有不同空間頻率的光柵，因而該儀器能觀測不同的兩光柵組合得到的雙光柵成像情況。下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，而不限于下面的實(shí)施方案。實(shí)施例1 :
如圖2所示，在本發(fā)明的電控定位光柵衍射成像儀中，滑動(dòng)支座和橫向軌道的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用行走輪。三根橫向軌道與兩根縱向軌道垂直放置于平面上，兩個(gè)聯(lián)接有共軸角度標(biāo)示盤5的滑動(dòng)支座3分別放置于近光源的兩根橫向軌道上，儀器上依次放置帶觀察目標(biāo)物8的光源7、光學(xué)色散元件9、擋光板11、匯合光譜元件10、望遠(yuǎn)鏡12，其中光學(xué)色散元件9與擋光板11分別放置位于近光源的第一根橫向軌道上的滑動(dòng)支座上，匯合光譜元件10放置在位于近光源的第二根橫向軌道上的滑動(dòng)支座上，望遠(yuǎn)鏡12放置在第三根橫向軌道上。本案例選用兩透射光柵分別作為光學(xué)色散元件與匯合光譜元件，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先通過電控系統(tǒng)的人機(jī)接口，控制近光源的第一根橫向軌道的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)14使第一片光柵位于所需的角度位置，再控制該軌道上縱向行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)15驅(qū)動(dòng)橫向軌道的行走輪16使橫向軌道在縱向軌道上移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)放置于滑動(dòng)支座上的第一片光柵在縱方向的移動(dòng)；同時(shí)控制橫向行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)13驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)支座下的行走輪使滑動(dòng)支座在橫向軌道上移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)放置于滑動(dòng)支座上的第一片光柵在橫方向的移動(dòng)，致使第一片光柵定位到需要的位置；第一片光柵定好位后，選擇好該光柵的某級(jí)衍射光路，再開始移動(dòng)第二片光柵通過電控系統(tǒng)的人機(jī)接口控制近光源的第二根橫向軌道的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)14使第二片光柵位于所需的角度位置，再控制該軌道上縱向行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)15驅(qū)動(dòng)橫向軌道的行走輪16使橫向軌道在縱向軌道上移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)放置于滑動(dòng)支座上的第二片光柵在縱方向的移動(dòng)；同時(shí)控制橫向行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)13驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)支座下的行走輪使滑動(dòng)支座在橫向軌道上移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)放置于滑動(dòng)支座上的第二片光柵在橫方向的移動(dòng)，從而將第二片光柵置于第一片光柵衍射光路中。控制系統(tǒng)通過人機(jī)接口確定第二片光柵在該衍射光路上的兩個(gè)位置，從而得到滿足雙光柵成像實(shí)驗(yàn)所需的第二片光柵所在特定的斜直線第二片光柵的行走路線參數(shù)，則可通過人機(jī)接口操作第二片光柵始終在該斜直線上精確移動(dòng)，直至雙光柵成像實(shí)驗(yàn)要求的位置。兩光柵的位置及相關(guān)參數(shù)可從控制系統(tǒng)中直接讀出。實(shí)施例2
如圖3所示，在本發(fā)明的電控定位光柵衍射成像儀中，橫向軌道在縱向軌道上移動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)更換為同步帶19，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)更換為同步帶電機(jī)17并固定于縱向軌道頂端，其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1中的相同，系統(tǒng)控制操作步驟也同實(shí)施例1。實(shí)施例3
參照?qǐng)D2與圖3，在本發(fā)明的電控定位光柵衍射成像儀中，參照?qǐng)D3的同步帶傳動(dòng)方法，將圖2中的滑動(dòng)支座在橫向軌道上移動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)更換為同步帶，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)更換為同步帶電機(jī)并固定于橫向軌道頂端，其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1中的相同，系統(tǒng)控制操作步驟也同實(shí)施例1。實(shí)施例4
參照實(shí)施例2與實(shí)施例3，在本發(fā)明的電控定位光柵衍射成像儀中，滑動(dòng)支座在橫向軌道上移動(dòng)及橫向軌道在縱向軌道上移動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都更換為同步帶，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)都更換為同步帶電機(jī)并分別固定于橫向軌道與縱向軌道頂端，其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1中的相同，系統(tǒng)控制操作步驟也同實(shí)施例1。實(shí)施例5
如圖4所示，將上述實(shí)施案例中的單片機(jī)更換為計(jì)算機(jī)臺(tái)式機(jī)或筆記本電腦，所述計(jì)算機(jī)臺(tái)式機(jī)或筆記本電腦安裝有運(yùn)動(dòng)控制卡，其人機(jī)接口包括了鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器。該實(shí)施例的特點(diǎn)是人機(jī)界面更直觀，更便于操作。上述所有實(shí)施例中的光柵可以為透射或反射光柵，也可以更換為棱鏡等具有色散作用的元件。本發(fā)明電控定位光柵衍射成像儀工作時(shí)，通過電控系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)電控滑動(dòng)支座沿著橫向和縱向的準(zhǔn)確定位及移動(dòng)，以及轉(zhuǎn)動(dòng)支架的精確轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使置于支架上的光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)電控移動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)；特別是，電控系統(tǒng)通過人機(jī)接口確定光學(xué)元件在平面的任意兩點(diǎn)位置，即可得到包括該兩點(diǎn)位置的直線(斜直線)路線參數(shù)，則可通過人機(jī)接口操作該光學(xué)元件始終在該斜直線上精確移動(dòng)及定位。本發(fā)明便于光學(xué)元件的準(zhǔn)確移動(dòng)及實(shí)驗(yàn)測量，大大提聞了衍射成像實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)精度和效率。本儀器不局限于觀察雙光柵成像，將兩個(gè)光柵之一更換為普通透射全息圖，能用于觀察白光再現(xiàn)普通透射全息圖；將第三根橫向軌道上放置的望遠(yuǎn)鏡更換為光柵，能用于觀察三光柵衍射成像現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種電控定位光柵衍射成像儀，包括光柵移動(dòng)裝置和光學(xué)系統(tǒng)，所述光柵移動(dòng)裝置包括縱向軌道(I)、橫向軌道(2 )和滑動(dòng)支座(3 )，橫向軌道置于與之垂直的縱向軌道上面，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沿縱向軌道來回移動(dòng)，滑動(dòng)支座(3)置于橫向軌道(2)上，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沿橫向軌道來回移動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)支架(4 )設(shè)置在滑動(dòng)支座(3 )上，光學(xué)色散元件(9 )和匯合光譜元件(10)安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)支架上，角度標(biāo)示盤(5)與指針(6)分別與滑動(dòng)支座、轉(zhuǎn)動(dòng)支架共軸聯(lián)接；所述光學(xué)系統(tǒng)包括光源(7)，觀察目標(biāo)物(8)、光學(xué)色散元件(9)、匯合光譜元件(10)、擋光板(11)和望遠(yuǎn)鏡(12)，其特征在于光柵移動(dòng)裝置上安裝電控系統(tǒng)(18)，控制光柵移動(dòng)裝置的橫向軌道(2)、滑動(dòng)支座(3)的來回移動(dòng)，以及轉(zhuǎn)動(dòng)支架(4)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控定位光柵衍射成像儀，其特征在于所述電控系統(tǒng)(18)包括電源、開關(guān)、單片機(jī)和人機(jī)接口、控制電路和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，控制縱向行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)(15)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)橫向軌道(2 )沿縱向軌道(I)來回移動(dòng)，控制橫向行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)(13 )通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)支座(3)沿著橫向軌道(2)來回移動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(14)設(shè)置在滑動(dòng)支座(3)上，電控系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(14)控制轉(zhuǎn)動(dòng)支架(4)轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.單片機(jī)運(yùn)行依光路衍射原理編制的電機(jī)控制算法，并完成人機(jī)接口的驅(qū)動(dòng)與交互，人機(jī)接口包括了 IXD顯示、設(shè)置鍵、操作控制手柄以及與上位機(jī)通信的接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電控定位光柵衍射成像儀，其特征在于所述滑動(dòng)支座或橫向軌道的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為行走輪(16 )，或者同步帶(19 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電控定位光柵衍射成像儀，其特征在于所述單片機(jī)可以更換為安裝有運(yùn)動(dòng)控制卡的臺(tái)式計(jì)算機(jī)或筆記本電腦，其人機(jī)接口包括了鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1一4任一所述的電控定位光柵衍射成像儀,其特征在于所述光學(xué)色散元件、匯合光譜元件為透射光柵或反射光柵，或者棱鏡等具有色散作用的元件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電控定位光柵衍射成像儀，包括光柵移動(dòng)裝置和光學(xué)系統(tǒng)，光柵移動(dòng)裝置包括縱向軌道、橫向軌道和滑動(dòng)支座，橫向軌道置于與之垂直的縱向軌道上面，光學(xué)色散元件和匯合光譜元件安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)支架上，光學(xué)系統(tǒng)包括光源、光學(xué)色散元件、匯合光譜元件等，光柵移動(dòng)裝置上安裝電控系統(tǒng)，控制光柵移動(dòng)裝置的橫向軌道、滑動(dòng)支座的來回移動(dòng)，以及轉(zhuǎn)動(dòng)支架的轉(zhuǎn)動(dòng)；本發(fā)明電動(dòng)控制承載光學(xué)元件的滑動(dòng)支座沿著特定的平面斜直線移動(dòng)，方便準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件移動(dòng)定位及相關(guān)參數(shù)的測量，解決了現(xiàn)有雙光柵衍射成像儀在使用中手動(dòng)操作復(fù)雜、光學(xué)元件定位不準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)效率低等問題。
文檔編號(hào)G09B23/22GK103065534SQ20131000563
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者張衛(wèi)平, 胡立坤, 黃亦其, 盧泉, 黃宇陽, 曾憲金, 王春芝 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)