微小狹縫的制作方法

汪東生

（安徽白鷺電子科技有限公司 安徽 合肥 230088）

微小狹縫的制作方法

汪東生

（安徽白鷺電子科技有限公司 安徽 合肥 230088）

為適應現代產業的發展趨勢，小型化產品的結構越來越復雜，對高性能精準的調整的需求越來越迫切，微小狹縫的制作在驗證、調試、裝配中顯得猶為重要，研發過程中做到小批量、多品種的規范化，模塊化生產。

光譜儀；狹縫；光譜帶寬；光學投影儀；電火花線切割

光譜儀：又稱分光儀。以光電倍增管等光探測器在不同波長位置，測量譜線強度的裝置。其構造由一個入射狹縫，一個色散系統，一個成像系統和一個或多個出射狹縫組成。以色散元件將輻射源的電磁輻射分離出所需要的波長或波長區域，并在選定的波長上（或掃描某一波段）進行強度測定。分為單色儀和多色儀兩種。

狹縫：光譜儀的主要部件之一。狹縫是一條寬度可調、狹窄細長的縫孔。有固定狹縫，單邊可調的非對稱式狹縫和雙邊可調的對稱狹縫。

光譜帶寬：指從單色器射出的單色光譜線強度輪廓曲線的二分之一高度處的譜帶寬度。用來表征儀器的光譜分辨率。

光學投影儀：光、機、電、算一體化的精密測量儀器，能高效地檢測各種形狀復雜工件的輪廓和表面形狀，例如：樣板、沖壓件、凸輪、螺紋、齒輪、成形銑刀、絲攻等各種刀具、工具和零件。

電火花線切割：線切割基本工作原理是利用連續移動的細金屬絲（稱為線切割的電極絲）作電極，對工件進行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型。線切割具有加工余量小、加工精度高、生產周期短、制造成本低等突出優點，線切割已在生產中獲得廣泛的應用。

1 狹縫的工作原理和應用

1.1 狹縫的工作原理，狹縫是指由一對隔板在光通路上形成的縫隙，用來調節入射單色光的純度和強度，也直接影響分辯力。分入射狹縫、出射狹縫兩種。出射狹縫的寬度通常有兩種表示方法：一為狹縫的實際寬度，以毫米(mm)表示，另一種為光譜頻帶寬度，即指由出射狹縫射出光束的光譜寬度，以納米nm表示。例如，出射狹縫的寬度是6nm，并不是說出射狹縫的寬度是6nm，而是指由此狹縫射出的光具有6nm的光譜帶寬。

1.2 狹縫的選擇，狹縫的寬度會直接影響到測定的靈敏度和校準曲線的線性范圍。狹縫寬度過大時，入射光的單色光降低，校準曲線偏離比耳定律，靈敏度降低；狹縫寬度過窄時，光強變弱，勢必要提高儀器的增益，隨之而來的是儀器噪聲增大，于測量不利。選擇狹縫寬度的方法是：測量吸光度隨狹縫寬度的變化。狹縫的寬度在一個范圍內，吸光度是不變的，當狹縫寬度大到某一程度時，吸光度開始減小。因此，在不減小吸光度時的最大狹縫寬度，即是所欲選取的合適的狹縫寬度。

1.3 狹縫的應用，主要用在分光光度計方面，純粹的單色光只是一種理想情況，分光光度計所能得到的“單色光”，實際上只是具有一定波長范圍的譜帶，狹縫越寬，所包括的波長范圍也愈寬。對單色光純度來說，狹縫是愈窄愈好，但光的強度也就越弱，因此狹縫不能無限制地小，狹縫的最小寬度取決于檢測器能準確地進行測量的最小光能量。目前達到的最小寬度為0.1nm。狹縫決定了光譜帶寬，而光譜帶寬是影響分光光度計中計量分析誤差的主要因素之一。

2 常規狹縫的制作方法

通常狹縫是通過腐蝕工藝在硅襯底中間形成的，其尺寸由掩膜版曝光尺寸決定，改變掩膜版曝光尺寸可制成不同尺寸的狹縫。此方法適合狹縫尺寸已定的標準大批量的生產，這種加工方法要有專用設備并且是一種固定的狹縫尺寸，在前期的研發中，生產周期長，參數的不斷調整實驗中不易實現，特別是研發的前期的實驗驗證，狹縫尺寸要不斷調整得到一個合適的光譜圖，這樣常規的方法就不方便實現。

3 微小狹縫的制作

3.1 微小狹縫的制作方法采用雙面刀片，薄而平整的刀刃，采用通用的加工，電火花線切割是通過線狀工具電極，對工件進行脈沖性放電加工的，工作時脈沖電源的正極接工件，負極接電極絲，線切割加工成所需要的輪廓外形，自動化程度高，操作方便，加工周期短，而不破壞原有的刀刃口，兩片有刀刃口的左狹縫片、右狹縫片，刀刃對刀刃的放在一個加工有上、下定位槽的接頭內，在一定范圍內調整左狹縫片、右狹縫片兩刀刃口之間左右納米級的間隙，如圖1。

圖1

3.2 微小狹縫的測量，在光學投影儀下，把接頭放在測量投影儀的工作面上，移動X、Y軸，使測量的接頭在投影儀的屏幕上成像，調節調焦手手柄，調整投影儀的焦距，使投影屏幕上的圖像清晰，調整待測的接頭的邊沿與X方向、Y方向平行，從LED屏上讀取數值，取X方向、Y方向的中心線與測量盤的中心重合，按XY方向鍵置零，移動左狹縫片，從LED屏上讀取數值到需要的距離，再移動右狹縫片，從LED屏上讀取數值到需要的距離；滿足于各種要求的狹縫間隙H。

3.3 微小狹縫的裝配，將調整好的左狹縫片、右狹縫片之間的間隙H，用軟材料壓條壓緊左狹縫片、右狹縫片，再用螺栓從底座固定在接頭上安裝裝配完成，做成一個整體的調節狹縫部件，如圖2。

圖2

4 結語

狹縫寬度的是會直接影響到測定的靈敏度和校準曲線的線性范圍，影響到測量中的吸光度重要指標。為避免通常狹縫是腐蝕工藝制作的特定要求的，加工周期長，不能調整，提供一種簡單可行的方法，特別是研發過程及小批量、多品種的生產，可以非常方便的調試使用，用薄而平整的刀刃，調整間隙達到狹縫的要求。

［1］王躍進.機械原理[M].北京：北京大學出版社，2009.

［2］聞邦椿.機械設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2010.

［3］李昌厚.紫外可見分光光度計[M].北京：化學工業出版社，2005.

［4］馬科斯·玻恩.光學原理[M].北京：電子工業出版社，2008.

汪東生，職業是機械工程（現是機械工程師，主要是新產品的研發）。

周娜］