SICK光栅应用原理的资料分为几部分
时间:2022-08-19 阅读:1007
SICK光栅应用原理的资料分为几部分
SICK光栅是一块刻有大量平行等宽、等距狭缝(刻线)的平面玻璃或金属片。光栅的狭缝数量很大,一般每室米几十至几千
条。单色平行光通过光栅每个缝的衍射和各缝间的干涉,形成暗条纹很宽,明条纹很细的图样,这些锐细而明亮的条纹称作谱
线。谱线的位置随波长而异,当复色光通过光栅后,不同波长的谱线在不同的位置出现而形成光谱。光通过光栅形成光谱是单
缝衍射和多缝干涉的共同结果,
SICK光栅在屏幕上产生的光谱线的位置,可用式表示。式中a代表狭缝宽度,b代表狭缝间距,0为衍射角,0为光的入射
方向与光栅平面法线之间的夹角,k为明条纹光谱数(k=0,±1,±2………,为波长,a+b称作光栅常数。用此式可以计算光波波长。光栅产生的条纹的特点是:明条纹很亮很窄,相邻明纹间的暗区很宽,衍射图样十分清晰。因而利用光栅衍射可以地测定波长。衍射光栅的分辨本R=/DI=kN。其中N为狭缝数,狭缝数越多明条纹越亮,越细,SICK光栅分辨本就越高。增大缝数N提高分辨本是光栅技术中的重要课题。
SICK光栅是用精密的刻划机在玻璃或金属片上刻划而成的。光栅是光栅摄谱仪的核心组成部分,其种类很多。按所用光是
透射还是反射分为透射光栅,反射光栅。反射光栅使用较为广泛:按其形状又分为平面光栅和凹面光栅。此外还有全息光栅正交光栅,相光栅,闪耀光栅,阶梯光栅等。
由SICK光栅方程可知,对于相同的光谱数m,以同样的入射角a投射到光栅上的不同波长入1、入2、入3.....组成的混合光。每种波长产生的干涉*都位于不同的角度位置;即不同波长的衍射光以不同的衍射角B出射。这就说明,对于给定的光栅,不同波长的同一主大或次大(构成同一光棚光谱中的不同波长谱线)都不重合,而是按波长的次序顺序排列,形成一系列分立的谱线。这样,混合在一起入射的各种不同波长的复合光,经光栅衍射后彼此被分开。这就是衍射光栅的分光原理。
由SICK光栅方程d(sina±sinB)=m入可知,在衍射角不太大的情况下(如在一光谱内,靠近光谱法线区域时),不同波长光谱线的位罟基本上与其波长值成比例。因此,光栅光谱中的各个波长谱线排列比较均匀,并随着波长值线性增加或减少,相
应的光栅光谱线的位罟(如离光栅法线的距离)也线性变化。
在棱镜光谱中,由干不同波长的光线受到不同程度的折射而被色散,而棱镜材料对不同波长的折射率变化是不与波长成线
性的,棱镜材料在短波方向的析射率的变化要比长波区的变化大得多。因此,棱镜光谱中的谱线排列情况是不均匀的。在短波
区,因dn/d入大,谱线排列非常稀疏,而在长波区,则因dn/d入小,谱线排列非常稠密。所以,同样大小的波长差值,相应的谱线之间的距离,短波处要大于长波处。因此,我们说棱镜在紫外区的色散要比可见,近红外区的色散大。所以,有些紫外可见分光光度计(特别是紫外可见分光光度计)都用石英棱镜作前置单色器,就是这个道理。
SCK光栅光谱的排列以较均匀,不同波长区中同样波长差的两相谱线之间的距离变化不大大,光栅光谱的匀排性不但使光
谱更加整齐、匀称,而且对定性分析时初步判断,估计谱线的波长值等比较方便。
此外,在谱线的波长分布顺序方面,光栅与棱镜也是不同的;在光栅光谱中,波长越长的光线衍射角数值越大,谱线越偏离光栅法线。在棱镜光谱中,波长越长的光线,偏向角越小,相应的谱线分布越接近入射角方向的位置。