guangpuyishiyonglaiguanchaguangyuandeguangpuyiqi。tajiangguangyuanfashedediancibofenjieweianyidingcixupailiedeguangpu。yuanzifasheguangpufenxigenjujieshouguangpudefangshibutong,zhuyaofenweishepufaheguangdianfa,qizhongshepufamuqianyingyongjiaoguang。genjufenguangfangshidebutong,shepuyikefenweilengjingshepuyiheguangzhashepuyi。
1.棱鏡攝譜儀:
1.棱鏡攝譜儀:
棱鏡攝光譜儀的種類很多,根據棱鏡色散能力大小的不同,可分為大、中、小(xiao)型(xing)攝(she)譜(pu)儀(yi)。根(gen)據(ju)所(suo)選(xuan)用(yong)棱(leng)鏡(jing)材(cai)料(liao)的(de)不(bu)同(tong),又(you)可(ke)分(fen)為(wei)適(shi)用(yong)於(yu)可(ke)見(jian)光(guang)區(qu)的(de)玻(bo)璃(li)棱(leng)鏡(jing)攝(she)譜(pu)儀(yi),適(shi)用(yong)於(yu)紫(zi)外(wai)區(qu)的(de)石(shi)英(ying)棱(leng)鏡(jing)攝(she)譜(pu)儀(yi),以(yi)及(ji)適(shi)用(yong)於(yu)遠(yuan)紫(zi)外(wai)區(qu)的(de)螢(ying)石(shi)棱(leng)鏡(jing)光(guang)電(dian)直(zhi)讀(du)式(shi)光(guang)譜(pu)儀(yi)。目(mu)前(qian)在(zai)實(shi)際(ji)工(gong)作(zuo)中(zhong)較(jiao)常(chang)使(shi)用(yong)的(de)是(shi)中(zhong)型(xing)石(shi)英(ying)棱(leng)鏡(jing)攝(she)譜(pu)儀(yi)。
2、棱鏡攝譜儀:主要由照明係統,準光係統,色散係統(棱鏡)及投影係統(暗箱)四部分組成。
a、照明係統由透鏡L組成,透鏡可分為單透鏡及三透鏡兩類。為了使光源產生的光均勻照明於狹縫S,並使感光板上所得的譜線每一部分都很均勻,一般常采用三透鏡照明係統。
b、準光係統包括狹縫S及準光鏡O1。其作用在於把光源輻射通過狹縫S的光,經過準光鏡O1成平行光束照射到棱鏡P上。色散係統可以由一個或多個棱鏡組成。經過準光鏡後O1所得的平行光束,照射通過棱鏡P時,由於棱鏡材料對不同波長的光折射率不同,因而產生色散現象。對可見光區,玻璃棱鏡色散率較大;而對於紫外區,石英棱鏡的色散率較大,同一棱鏡,對短波長的光比對長波長的光色散大。
c、投影係統包括暗箱物鏡O1及感光板F。其作用是將經過色散後的單色光束,聚焦而形成按波長順序排列的狹縫象——光譜。
d、棱鏡攝譜儀的光學特性,常從色散率、分辨率和集光本領三方麵進行考慮。色散就是把不同波長的光分散開的能力,通常以線色散率的倒數dl/dl(nm/mm)來表示,即譜片上每一毫米的距離內相應的波長數(nm)。
3、分辨率是指攝譜儀的光學係統能夠正確分辨出緊鄰兩條譜線的能力。一般常用兩條可以分辨開的光譜線波長的平均值l與其波長差△l之比值來表示,即R=l/△l。對於中型石英攝譜儀,常以能否分開Fe310.0666nm,Fe310.0304nm,Fe309.9971nm三條譜線來判斷攝譜儀分辨率的好壞。
R=l/△l=310.0nm/0.034nm≈9000
即當儀器的分辨率>9000時,才能清楚地分開Fe310.0nm附近的三條譜線。
4、光(guang)柵(zha)攝(she)譜(pu)儀(yi)光(guang)柵(zha)攝(she)譜(pu)儀(yi)是(shi)利(li)用(yong)衍(yan)射(she)光(guang)柵(zha)作(zuo)為(wei)色(se)散(san)元(yuan)件(jian),利(li)用(yong)光(guang)的(de)衍(yan)射(she)現(xian)象(xiang)進(jin)行(xing)分(fen)光(guang)。光(guang)柵(zha)可(ke)分(fen)為(wei)平(ping)麵(mian)光(guang)柵(zha)和(he)凹(ao)麵(mian)光(guang)柵(zha),凹(ao)麵(mian)光(guang)柵(zha)常(chang)用(yong)於(yu)光(guang)電(dian)直(zhi)讀(du)式(shi)光(guang)譜(pu)儀(yi),而(er)在(zai)攝(she)譜(pu)儀(yi)中(zhong)常(chang)用(yong)平(ping)麵(mian)光(guang)柵(zha)。
試樣在光源激發後發射的光,經過三透鏡照明係統由狹縫1經平麵反射鏡2折向球麵反射鏡下方的準直鏡3,經3反射以平行光束投射到光柵4上,由光柵分光後的光束,經球麵反射鏡上方的成像物鏡5,最後按波長排列聚焦於感光板6上。旋轉光柵轉台8改變光柵的入射角,便可改變所需的波段範圍和光譜級次,7為二次衍射反射鏡,衍射(由光柵4)到它表麵上的光線被射回到光柵,被光柵再分光一次,然後再到成像物鏡5,最後聚焦成像在一次衍射光譜下麵5毫hao米mi處chu。這zhe樣yang經jing過guo兩liang次ci衍yan射she的de光guang譜pu,其qi色se散san率lv和he分fen辨bian率lv比bi一yi次ci衍yan射she的de大da一yi倍bei。為wei了le避bi免mian一yi次ci衍yan射she光guang譜pu與yu二er次ci衍yan射she光guang譜pu相xiang互hu幹gan擾rao,在zai暗an盒he前qian設she有you光guang欄lan,可ke將jiang一yi次ci衍yan射she光guang譜pu濾lv掉diao。在zai不bu用yong二er次ci衍yan射she時shi,可ke在zai儀yi器qi板ban麵mian上shang轉zhuan動dong一yi手shou輪lun,使shi擋dang板ban將jiang二er次ci衍yan射she反fan射she鏡jing擋dang住zhu。
衍射光柵是根據多縫衍射原理製造的色散元件。它由平行排列在光學麵上的等距離等寬度的許多狹縫、刻槽(習慣上稱刻線)或條紋組成。用於攝譜儀的平麵光柵的刻線密度通常有600條/mm、1200/mm、1800/mm、2400/mm等。
光柵攝譜儀的光學特性,可以從線色分散率、分辨率、閃耀特性三方麵來考慮。
在zai一yi般ban的de反fan射she光guang山shan中zhong,由you於yu在zai光guang柵zha衍yan射she圖tu中zhong,沒mei有you色se散san的de零ling級ji衍yan射she主zhu級ji大da占zhan去qu了le衍yan射she光guang強qiang的de大da部bu分fen,隨sui著zhe主zhu極ji大da級ji次ci的de增zeng高gao光guang強qiang很hen快kuai地di減jian弱ruo。因yin此ci使shi用yong這zhe種zhong光guang柵zha進jin行xing分fen光guang的de最zui大da缺que點dian是shi“一級衍射”較弱,“二級衍射”更弱。近代的反射光柵是采用定向閃耀的辦法,吧輻射能集中到所要求的波長範圍。這種光柵稱為閃耀光柵。
閃耀光柵的(de)刻(ke)槽(cao)麵(mian)與(yu)光(guang)柵(zha)平(ping)麵(mian)成(cheng)一(yi)定(ding)的(de)角(jiao)度(du),每(mei)一(yi)槽(cao)麵(mian)都(dou)具(ju)有(you)相(xiang)同(tong)的(de)反(fan)射(she)角(jiao),沿(yan)著(zhe)槽(cao)麵(mian)的(de)鏡(jing)反(fan)射(she)方(fang)向(xiang)特(te)別(bie)明(ming)亮(liang),因(yin)而(er)能(neng)把(ba)衍(yan)射(she)光(guang)集(ji)中(zhong)到(dao)某(mou)一(yi)光(guang)譜(pu)波(bo)段(duan)上(shang)。槽(cao)麵(mian)法(fa)線(xian)與(yu)光(guang)柵(zha)法(fa)線(xian)的(de)夾(jia)角(jiao)稱(cheng)為(wei)閃(shan)耀(yao)角(jiao),其(qi)所(suo)對(dui)應(ying)的(de)閃(shan)耀(yao)極(ji)大(da)的(de)波(bo)長(chang)稱(cheng)為(wei)閃(shan)耀(yao)波(bo)長(chang)。
從這些光學特性可以看出,光柵攝譜儀比棱鏡攝譜儀具有更高的色散率及分辨率;且應用的波段很寬(幾納米到幾百微米),而對於棱鏡則很難找到在120.0nm以下和60um以(yi)上(shang)適(shi)用(yong)的(de)材(cai)料(liao)。另(ling)外(wai)光(guang)柵(zha)分(fen)光(guang)的(de)色(se)散(san)率(lv)基(ji)本(ben)上(shang)與(yu)波(bo)長(chang)無(wu)關(guan),並(bing)且(qie)在(zai)閃(shan)耀(yao)波(bo)長(chang)處(chu)有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)集(ji)光(guang)能(neng)力(li)。因(yin)此(ci),它(ta)更(geng)適(shi)用(yong)於(yu)一(yi)些(xie)光(guang)譜(pu)複(fu)雜(za)的(de)元(yuan)素(su)樣(yang)品(pin)的(de)分(fen)析(xi)。
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