實踐驗證,光柵光譜儀是光譜檢測中zui常用的裝置。光柵光譜儀是指利用折射或衍射產(chǎn)生色散的一類光譜檢測裝置。怎樣的裝置決定如何工作,我們zui常見的光柵光譜儀是由入射狹縫S1、準直球面反射鏡M1、光柵G、聚焦球面反射鏡M2以及輸出狹縫S2構(gòu)成的,如此來了解光柵光譜儀的工作原理就相對簡單的多了:
首先是衍射光柵,它是在一塊平整的玻璃或金屬材料表面(可以是平面或凹面)刻畫出一系列平行、等距的刻線,然后在整個表面鍍上高反射的金屬膜或介質(zhì)膜,就構(gòu)成一塊反射試驗射光柵。相鄰刻線的間距d稱為光柵常數(shù),通??叹€密度為每毫米數(shù)百至數(shù)十萬條,刻線方向與光譜儀狹縫平行。入射光經(jīng)光柵衍射后,相鄰刻線產(chǎn)生的光程差。光柵方程將某波長的衍射角和入射角通過光柵常數(shù)d起來,為入射光波長,m為衍射級次,取等整數(shù)。式中的“”號選取規(guī)則為:入射角和衍射角在光柵法線的同側(cè)時取正號,在法線兩側(cè)時取負號。
接下來就是記錄光柵光譜儀的光譜問題,如果入射光為正入射,光柵方程變?yōu)?。衍射角度隨波長的變化關(guān)系,稱為光柵的角色散特性,當入射角給定時,可以由光柵方程導出,復色入射光進入狹縫S1后,經(jīng)M2變成復色平行光照射到光柵G上,經(jīng)光柵色散后,形成不同波長的平行光束并以不同的衍射角度出射,M2將照射到它上面的某一波長的光聚焦在出射狹縫S2上,再由S2后面的電光探測器記錄該波長的光強度。光柵G安裝在一個轉(zhuǎn)臺上,當光柵旋轉(zhuǎn)時,就將不同波長的光信號依次聚焦到出射狹縫上,光柵光譜儀光電探測器記錄不同光柵旋轉(zhuǎn)角度(不同的角度代表不同的波長)時的輸出光信號強度,光柵光譜儀即記錄了光譜。
因此從以上的描述中也不難看出,光柵光譜儀的核心色散器件就是衍射光,并且該零件的質(zhì)量好壞也直接影響著整個光柵光譜儀的性能!
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