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光学文章
光栅是优化光谱仪应用程序中的关键因素

发布时间: 2015-09-16   浏览次数:   作者:迈昂科技

      S分光计的衍射光栅确定的波长范围的部分决定了光学分辨率的光谱仪将实现。 选择正确的光栅是在优化光谱仪在应用程序中最好的光谱结果的关键因素,光栅会影响你的光学分辨率和最大的效率,对特定的波长范围。 槽频率和闪耀角,这将在下面的章节中进一步解释:光栅可分为两部分进行说明。

光栅光谱仪的原理分析图

槽频率:
      分散体的量是通过每排除到光栅毫米槽的量来确定。 这通常被称为槽的密度,或槽的频率。 光栅的槽频率决定了光谱仪的波长覆盖范围和也是在光谱分辨率的一个主要因素。 一个光谱仪的波长覆盖范围成反比光栅的色散由于它的固定几何形状。 

      然而,更大的分散体中,光谱仪的分辨能力就越大。 相反地,降低槽频率降低的分散性和增加波长覆盖在光谱分辨率的成本。对于固定光栅光谱仪,它可以证明,从光栅的角分散体通过描述。
      其中Βeta是衍射角,d是槽周期(这是等于槽密度的倒数),m为衍射级,λ是光的波长,如图1-1。


      通过考虑聚焦镜的焦距(F)和通过假定小角度近似,等式2-1可改写为:

      这给在纳米/毫米条款线性色散。 从线性分散体中,最大光谱范围(λ最大- λ 分钟)可基于所述检测器的长度(L D),其可以通过检测器(n)的由像素宽度的总像素数的相乘进行计算来计算(W p)的产生中的表达:

       基于式2-3,很显然,一个光谱仪的最大光谱范围由检测器的长度(L D)中,槽的密度(1 / d)和焦距(F)的确定。
       最小波长差,可以由衍射光栅来解决由下式给出


      其中 ,N是在衍射光栅沟槽的总数。 这与变换极限理论其中指出  任何最小可分辨单元变换成反比的样本数一致。 通常,光栅的分辨能力比分光计的整体解析力高得多,表明分散体是唯一的许多因素之一确定总光谱分辨率。


闪耀角:
      作为光栅衍射入射光多色光,它不具有均匀效率这样做。 衍射曲线的整体形状主要取决于凹槽面角,否则称为闪耀角。利用这一性质,可以计算出该闪耀角将对应于该峰值效率; 这就是所谓的闪耀波长。 这个概念如图2-1所示,其中比较了三种不同的150克/ mm的光栅闪耀在500nm,1250nm和2000nm的。

     光栅可焊到在特定波长提供高的衍射效率(> 85%),即一个闪耀波长(λB)。 作为一个经验法则,光栅效率将通过在0.6×λB 50%和1.8×λ 乙降低。 此设置在光谱仪的光谱覆盖范围的限制。因此,通常衍射的闪耀波长光栅偏向的光谱范围弱侧提高整体信号给分光计的信噪比(SNR)。


 
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