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光栅光譜儀的工作原理分析


     光栅光譜儀是指利用折射或衍射産生色散的一類光譜測量儀器。光栅光譜儀是光譜測量中*常用的儀器。它由入射狹縫S1、準直球面反射鏡M1、光栅G、聚焦球面反射鏡M2以及輸出狹縫S2構成。
   衍射光栅是光栅光譜儀的核心色散器件。它是在一塊平整的玻璃或金屬材料表面(可以是平面或凹面)刻畫出一系列平行、等距的刻線,然後在整個表面鍍上高反射的金屬膜或介質膜,就構成一塊反射試驗射光栅。相鄰刻線的間距d稱為光栅常數,通常刻線密度為每毫米數百至數十萬條,刻線方向與光譜儀狹縫平行。入射光經光栅衍射後,相鄰刻線産生的光程差。光栅方程将某波長的衍射角和入射角通過光栅常數d聯系起來, 為入射光波長,m為衍射級次,取 等整數。式中的“ ”号選取規則為:入射角和衍射角在光栅法線的同側時取正号,在法線兩側時取負号。如果入射光為正入射 ,光栅方程變為 。衍射角度随波長的變化關系,稱為光栅的角色散特性,當入射角給定時,可以由光栅方程導出,複色入射光進入狹縫S1後,經M2變成複色平行光照射到光栅G上,經光栅色散後,形成不同波長的平行光束并以不同的衍射角度出射,M2将照射到它上面的某一波長的光聚焦在出射狹縫S2上,再由S2後面的電光探測器記錄該波長的光強度。光栅G安裝在一個轉台上,當光栅旋轉時,就将不同波長的光信号依次聚焦到出射狹縫上,光栅光譜儀光電探測器記錄不同光栅旋轉角度(不同的角度代表不同的波長)時的輸出光信号強度,光栅光譜儀即記錄了光譜。
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