—
本帖被 cyqdesign 從 光學(xué)設(shè)計(jì)及經(jīng)驗(yàn) 移動(dòng)到本區(qū)(2021-01-08)
—
光譜儀按照其基本原理可以分為兩大類:第一類是經(jīng)典型;第二類是建立在調(diào)制原理上的新型光譜儀。 p<dw C"z
我們這里主要研究經(jīng)典型光譜儀。 -eK0 +beQ
r1IvA^X
經(jīng)典光譜儀又可以根據(jù)它色散的原理分為: qk'&:A
N
e{=KdzT
一、棱鏡光譜儀,最早用來分光的,大家初中物理都學(xué)過,牛頓通過三棱鏡第一次實(shí)現(xiàn)了光的分解,這就是最早的光譜儀。 rMJ@oc
二、衍射光柵光譜儀 gh[q*%#
三、干涉光譜儀 'q;MhnU+
這里主要講一下最常用的衍射光柵光譜儀,按照光柵的種類又可以分為很多種類,包括全息光柵、中階梯光柵、曲面光柵和透射射式光柵 vgtAJp+p*
i03S9J
1、全息光柵 um$U3'0e
dkEbP*yXg
全息光柵是可以變?yōu)殚W耀光柵的,閃耀以后可以在需要的光譜方向達(dá)到85%的色散利用率。光柵中其微反射作用的結(jié)構(gòu)(即每道刻線凸起部分)的高度與它們的相鄰距離的比值越大,色散的波長就越長。所以,用于深紫外的全息光柵和標(biāo)準(zhǔn)光柵刻線部分都不是很深。 <`Fl Igo
全息光柵的特點(diǎn)是:(1)無鬼線,雜散光非常小。(2)衍射效率低,其槽型通常類似正弦波,沒有閃耀特性,可以通過“離子蝕刻”技術(shù)使其具備閃耀特性提高衍射效率。(3)分辨率高。 8g{Mv#b%
cu5}(
2、 中階梯光柵 ']2d^'TH
*^]
中階梯光柵也叫反射式階梯光柵,其明顯特點(diǎn)就是其直角型凹槽截面,光線照射在短邊或斜度更大的那個(gè)面上,如上圖所示。用中階梯光柵制作的光譜儀器具有體積小、高色散、高分辨率等特點(diǎn)。并且在以上列出的光柵中,中階梯光柵的光譜工作范圍更廣。一般中階梯光柵刻線密度在30~600 mm-1,工作角度在45到80度。 P]}:E+E<.I
Y{e,I-"{
3、 凹面光柵 kb~
s,@p
YY tVp_)
這類光柵結(jié)合了普通光柵和曲面鏡的功能。它們的優(yōu)點(diǎn)是效率高:可以節(jié)省一個(gè)甚至兩個(gè)反射鏡,也可以降低總成本且光譜儀光跡更小。凹面光柵用于緊湊型單色儀,由于反射鏡的效率降低,深紫外(VUV)光譜儀也使用凹面光柵。凹面光柵與平面場探測器(如CCD或線陣探測器)不兼容。色散光的焦點(diǎn)只為于一個(gè)非常小的區(qū)域。對(duì)于攝譜儀裝置,使用了特殊的彎曲光柵,使分散的光在一個(gè)足夠?qū)挼膱錾现匦戮劢梗赃m用于多通道探測器。這些光柵只在一個(gè)角度上工作,這意味著攝譜儀是固定的。 2l V`UIa
@+M1M2@Xz
4、透射式光柵 +|S)Mm8-
7lF;(l^Z>}
透射式光柵需要考慮材料折射率,其優(yōu)點(diǎn)是光線將近似直線穿過光柵,適用于準(zhǔn)直聚焦鏡為透鏡的共軸光學(xué)系統(tǒng),因此這種光柵一般為固定裝置,多用于紅外和可見光范圍。