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光譜儀基礎(chǔ)知識介紹(一)

日期:2025-05-09 13:22
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摘要:
光譜儀基礎(chǔ)知識介紹
光譜分析方法作為一種重要的分析手段,在科研、生產(chǎn)、質(zhì)控等方面都發(fā)揮著極大的作用。無論是穿透吸收光譜,還是熒光光譜,拉曼光譜,獲得單波長輻射是不可缺少的手段。由于現(xiàn)代單色儀可具有很寬的光譜范圍(UV-IR),高光譜分辨率(0.001nm),自動波長掃描,完整電腦控制功能,極易和其它周邊設(shè)備配合為高性能自動測試系統(tǒng),使用電腦自動掃描多光柵光譜儀已成為光譜研究的。光行天下科技網(wǎng)-www.opticsky.net

  在光譜學(xué)應(yīng)用中,獲得單波長輻射是不可缺少的手段。除了用單色光源(如光譜燈、激光器、發(fā)光二極管)、顏色玻璃和干涉濾光片外,大都使用掃描選擇波長的單色儀。尤其是當(dāng)前更多地應(yīng)用掃描光柵單色儀,在連續(xù)的寬波長范圍(白光)選出窄光譜(單色或單波長)輻射。

  當(dāng)一束復(fù)合光線進入光譜儀的入射狹縫,首先由光學(xué)準(zhǔn)直鏡準(zhǔn)直成平行光,再通過衍射光柵色散為分開的波長(顏色)。利用不同波長離開光柵的角度不同,由聚焦反射鏡再成像于出射狹縫。通過電腦控制可地改變出射波長。opticsky.net

光柵基礎(chǔ)

  光柵作為重要的分光器件,他的選擇與性能直接影響整個系統(tǒng)性能。為更好協(xié)助用戶選擇,在此做一簡要介紹

  光柵分為刻劃光柵、復(fù)制光柵、全息光柵等??虅澒鈻攀怯勉@石刻刀在涂有金屬的表面上機械刻劃而成;復(fù)制光柵是用母光柵復(fù)制而成。典型刻劃光柵和復(fù)制光柵的刻槽是三角形。全息光柵是由激光干涉條紋光刻而成。全息通常包括正弦刻槽??虅澒鈻啪哂醒苌湫矢叩奶攸c,全息光柵光譜范圍廣,雜散光低,且可作到高光譜分辨率。

反射式衍射光柵是在襯底上周期地刻劃很多微細的刻槽,一系列平行刻槽的間隔與波長相當(dāng),光柵表面涂上一層高反射率金屬膜。光柵溝槽表面反射的輻射相互作用產(chǎn)生衍射和干涉。對某波長,在大多數(shù)方向消失,只在一定的有限方向出現(xiàn),這些方向確定了衍射級次。如圖1所示,光柵刻槽垂直輻射入射平面,輻射與光柵法線入射角為α,衍射角為β,衍射級次為m,d為刻槽間距,在下述條件下得到干涉的極大值

 

  mλ=d(sinα+sinβ) 光行天下科技網(wǎng)-http://www.opticsky.net

  定義φ為入射光線與衍射光線夾角的一半,即φ=(α-β)/2;θ為相對與零級光譜位置的光柵角,即θ=(α+β)/2,得到更方便的光柵方程:

 

  mλ=2dcosφsinθ

 從該光柵方程可看出:

 

對一給定方向β,可以有幾個波長與級次m相對應(yīng)λ滿足光柵方程。比如600nm的**輻射和300nm的二級輻射、200nm的三級輻射有相同的衍射角。

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