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。 aN?zmkPpov
我們這里主要研究經(jīng)典型光譜儀。 a(nlTMfu
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經(jīng)典光譜儀又可以根據(jù)它色散的原理分為: )7F/O3Tq
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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。 `?]k{ l1R
二、衍射光柵光譜儀 ye&;(30Oq
三、干涉光譜儀 kVgTGC"L=
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 CJY$G}rk
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1、全息光柵 Ml_^
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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。 uRvP hkqm
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。 k[xSbs'D
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2、 中階梯光柵 4(+PD&_J
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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。 j#|ZP-=1_
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3、 凹面光柵 oA
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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)省一個甚至兩個反射鏡,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)只為于一個非常小的區(qū)域。對于攝譜儀裝置,使用了特殊的彎曲光柵,使分散的光在一個足夠?qū)挼膱錾现匦戮劢梗赃m用于多通道探測器。這些光柵只在一個角度上工作,這意味著攝譜儀是固定的。 >MZ/|`[M
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4、透射式光柵 (PLUFT
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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。