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关于衍射光栅你需要知道什么

一个衍射光栅是一种光学元件,它将多色光分离(分散)成其组成波长(颜色)。入射到光栅上的多色光被分散,因此每个波长从光栅上以略微不同的角度反射。色散产生于光栅周期结构的波前分割和入射辐射的干涉。

分散的光然后被摄谱仪重新成像,所需的波长范围被导向探测系统。光栅由在反射涂层上形成并沉积在基片上等间距的平行凹槽组成。凹槽的形状(闪耀角)影响光栅的最佳波长范围。凹槽的形状(闪耀角)影响光栅的最佳波长范围。

光栅的色散和效率取决于相邻槽间距和槽角。光栅通常比棱镜更好——它们效率更高,它们提供波长的线性色散,而且不受棱镜所具有的限制其有效波长范围的吸收效应的影响。

光栅方程

光栅的色散是由光栅方程,通常写作为:

式中:n为衍射级数,λ为衍射波长,d为光栅常数(连续凹槽之间的距离),θ入射角是从法线和θ开始测量的吗d为从法线处测得的衍射角。上面的图表显示了衍射波长的阶数.除了正的阶数,光也可以在相反的方向衍射(即n = -1, -2等)更高的阶数也可能出现,但强度会降低。通常一阶线(n=1或n=-1)是最密集的。

捷尔尼-特纳摄谱仪光栅的选择

为给定的应用选择光栅时需要考虑的关键参数是必需的光谱分辨率(为了有效地识别化学特征或监测细微的光谱特征行为变化)波长范围感兴趣的,同步带通(单个探测器采集时投射在摄谱仪焦平面上的波长范围),入射信号极化摄谱仪F / #

这些影响了选择光栅线密度闪耀角/波长(对于给定的线密度和闪耀角度,不同的光源产生不同的效率和偏振特性)和光栅的大小

预期的光谱分辨率和同时的带通也受到光如何耦合到摄谱仪、感兴趣的中心波长和相关的光栅“工作角度”,以及探测器在输出平面的像素阵列格式的影响。其中一些权衡可以用Andor评估决议计算器凯米拉和三叶草彻尔尼-特纳摄谱仪

有用的链接

  1. 帕默,克里斯托弗。(2014).衍射光栅手册th版)。
  2. 光栅实验室网站https://www.gratinglab.com/Products/Product_Tables/Tables.aspx

日期:2020年5月

作者:和或

类别:技术文章

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