咨询热线

18017103516

当前位置:首页  >  技术文章  >  分享高灵敏度光谱仪光栅选择的技巧

分享高灵敏度光谱仪光栅选择的技巧

发布时间:2017-04-18      点击次数:536
高灵敏度光谱仪光栅作为重要的分光器件,它的选择与性能直接影响整个系统性能。
光栅分为刻划光栅、复制光栅、全息光栅等。刻划光栅是用钻石刻刀在涂薄金属表面机械刻划而成;复制光栅是用母光栅复制而成。典型刻划光栅和复制光栅的刻槽是三角形。全息光栅是由激光干涉条纹光刻而成。全息光栅通常包括正弦刻槽。刻划光栅具有衍射效率高的特点,全息光栅光谱范围广,杂散光低,且可作到高光谱分辨率。
◆如何选择高灵敏度光谱仪光栅
选择光栅主要考虑如下因素:
1、光栅刻线,光栅刻线多少直接关系到光谱分辨率,刻线多光谱分辨率高,刻线少光谱覆盖范围宽,两者要根据实验灵活选择;
2、闪耀波长,闪耀波长为光栅zui大衍射效率点,因此选择光栅时应尽量选择闪耀波长在实验需要波长附近。如实验为可见光范围,可选择闪耀波长为500nm;
3、使用范围,
3、光栅效率,光栅效率是衍射到给定级次的单色光与入射单色光的比值。光栅效率愈高,信号损失愈小。为提高此效率,除提高光栅制作工艺外,还采用特殊镀膜,提高反射效率。
高灵敏度光谱仪光栅方程
反射式衍射光栅是在衬底上周期地刻划很多微细的刻槽,一系列平行刻槽的间隔与波长相当,光栅表面涂上一层高反射率金属膜。光栅沟槽表面反射的辐射相互作用产生衍射和干涉。对某波长,在大多数方向消失,只在一定的有限方向出现,这些方向确定了衍射级次。光栅刻槽垂直辐射入射平面,辐射与光栅法线入射角为α,衍射角为β,衍射级次为m,d为刻槽间距,在下述条件下得到干涉的极大值:Mλ=d(sinα+sinβ)
定义φ为入射光线与衍射光线夹角的一半,即φ=(α-β)/2;θ为相对于零级光谱位置的光栅角,即θ=(α+β)/2,得到更方便的光栅方程:
mλ=2dcosφsinθ
从该光栅方程可看出:
对一给定方向β,可以有几个波长与级次m相对应λ满足光栅方程。比如600nm的一级辐射和300nm的二级辐射、200nm的三级辐射有相同的衍射角,这就是为什么要加消二级光谱滤光片轮的意义。
衍射级次m可正可负。
对相同级次的多波长在不同的β分布开。
含多波长的辐射方向固定,旋转光栅,改变α,则在α+β不变的方向得到不同的波长。
扫一扫访问手机站扫一扫访问手机站
访问手机站