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    SICK光柵應用原理的資料分為幾部分

    更新時間: 2017-12-08  點擊次數(shù): 3091次

        SICK光柵應用原理的資料分為幾部分
        SICK光柵是一塊刻有大量平行等寬、等距狹縫(刻線)的平面玻璃或金屬片。光柵的狹縫數(shù)量很大,一般每毫米幾十至幾千條。單色平行光通過光柵每個縫的衍射和各縫間的干涉,形成暗條紋很寬、明條紋很細的圖樣,這些銳細而明亮的條紋稱作譜線。譜線的位置隨波長而異,當復色光通過光柵后,不同波長的譜線在不同的位置出現(xiàn)而形成光譜。光通過光柵形成光譜是單縫衍射和多縫干涉的共同結果。
        SICK光柵在屏幕上產(chǎn)生的光譜線的位置,可用式   表示。式中a代表狹縫寬度,b代表狹縫間距,φ為衍射角,θ為光的入射方向與光柵平面法線之間的夾角,k為明條紋光譜數(shù)(k=0,±1,±2……),λ為波長,a+b稱作光柵常數(shù)。用此式可以計算光波波長。光柵產(chǎn)生的條紋的特點是:明條紋很亮很窄,相鄰明紋間的暗區(qū)很寬,衍射圖樣十分清晰。因而利用光柵衍射可以地測定波長。衍射光柵的分辨本R=l/Dl=kN。其中N為狹縫數(shù),狹縫數(shù)越多明條紋越亮、越細,SICK光柵分辨本就越高。增大縫數(shù)N提高分辨本是光柵技術中的重要課題。
        SICK光柵是用精密的刻劃機在玻璃或金屬片上刻劃而成的。光柵是光柵攝譜儀的核心組成部分,其種類很多。按所用光是透射還是反射分為透射光柵、反射光柵。反射光柵使用較為廣泛;按其形狀又分為平面光柵和凹面光柵。此外還有全息光柵、正交光柵、相光柵、閃耀光柵、階梯光柵等。
        由SICK光柵方程   可知,對于相同的光譜數(shù)m,以同樣的入射角α投射到光柵上的不同波長λ1、λ2、λ3.....組成的混合光,每種波長產(chǎn)生的干涉*都位于不同的角度位置;即不同波長的衍射光以不同的衍射角β出射。這就說明,對于給定的光柵,不同波長的同一主大或次大(構成同一光柵光譜中的不同波長譜線)都不重合,而是按波長的次序順序排列,形成一系列分立的譜線。這樣,混合在一起入射的各種不同波長的復合光,經(jīng)光柵衍射后彼此被分開。這就是衍射光柵的分光原理。
        由SICK光柵方程d(sinα±sinβ)=mλ可知,在衍射角不太大的情況下(如在一光譜內,靠近光譜法線區(qū)域時),不同波長光譜線的位置基本上與其波長值成比例。因此,光柵光譜中的各個波長譜線排列比較均勻,并隨著波長值線性增加或減少,相應的光柵光譜線的位置(如離光柵法線的距離)也線性變化。
        在棱鏡光譜中,由于不同波長的光線受到不同程度的折射而被色散。而棱鏡材料對不同波長的折射率變化是不與波長成線性的。棱鏡材料在短波方向的折射率的變化要比長波區(qū)的變化大得多。因此,棱鏡光譜中的譜線排列情況是不均勻的。在短波區(qū),因dn/dλ大,譜線排列非常稀疏,而在長波區(qū),則因dn/dλ小,譜線排列非常稠密。所以,同樣大小的波長差值,相應的譜線之間的距離,短波處要大于長波處。因此,我們說棱鏡在紫外區(qū)的色散要比可見、近紅外區(qū)的色散大。所以,有些紫外可見分光光度計(特別是紫外可見分光光度計)都用石英棱鏡作前置單色器,就是這個道理。
        SICK光柵光譜的排列比較均勻,不同波長區(qū)中同樣波長差的兩根譜線之間的距離變化不太大。光柵光譜的勻排性不但使光譜更加整齊、勻稱,而且對定性分析時初步判斷、估計譜線的波長值等比較方便。
        此外,在譜線的波長分布順序方面,光柵與棱鏡也是不同的;在光柵光譜中,波長越長的光線衍射角數(shù)值越大,譜線越偏離光柵法線。在棱鏡光譜中,波長越長的光線,偏向角越小,相應的譜線分布越接近入射角方向的位置。

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