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光栅光谱仪的主要结构和工作原理
发布时间:2011-08-12   点击次数:11043次

  实践验证,光栅光谱仪是光谱检测中zui常用的装置。光栅光谱仪是指利用折射或衍射产生色散的一类光谱检测装置。怎样的装置决定如何工作,我们zui常见的光栅光谱仪是由入射狭缝S1、准直球面反射镜M1、光栅G、聚焦球面反射镜M2以及输出狭缝S2构成的,如此来了解光栅光谱仪的工作原理就相对简单的多了:

  首先是衍射光栅,它是在一块平整的玻璃或金属材料表面(可以是平面或凹面)刻画出一系列平行、等距的刻线,然后在整个表面镀上高反射的金属膜或介质膜,就构成一块反射试验射光栅。相邻刻线的间距d称为光栅常数,通常刻线密度为每毫米数百至数十万条,刻线方向与光谱仪狭缝平行。入射光经光栅衍射后,相邻刻线产生的光程差。光栅方程将某波长的衍射角和入射角通过光栅常数d起来,为入射光波长,m为衍射级次,取等整数。式中的“”号选取规则为:入射角和衍射角在光栅法线的同侧时取正号,在法线两侧时取负号。

  接下来就是记录光栅光谱仪的光谱问题,如果入射光为正入射,光栅方程变为。衍射角度随波长的变化关系,称为光栅的角色散特性,当入射角给定时,可以由光栅方程导出,复色入射光进入狭缝S1后,经M2变成复色平行光照射到光栅G上,经光栅色散后,形成不同波长的平行光束并以不同的衍射角度出射,M2将照射到它上面的某一波长的光聚焦在出射狭缝S2上,再由S2后面的电光探测器记录该波长的光强度。光栅G安装在一个转台上,当光栅旋转时,就将不同波长的光信号依次聚焦到出射狭缝上,光栅光谱仪光电探测器记录不同光栅旋转角度(不同的角度代表不同的波长)时的输出光信号强度,光栅光谱仪即记录了光谱。

  因此从以上的描述中也不难看出,光栅光谱仪的核心色散器件就是衍射光,并且该零件的质量好坏也直接影响着整个光栅光谱仪的性能!

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