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光谱仪用光栅知识简介！

wccd

2017/03/12

光栅作为重要的分光器件，它的选择与性能直接影响整个系统性能。

光栅分为刻划光栅、复制光栅、全息光栅等。刻划光栅是用钻石刻刀在涂薄金属表面机械刻划而成；复制光栅是用母光栅复制而成。典型刻划光栅和复制光栅的刻槽是三角形。全息光栅是由激光干涉条纹光刻而成。全息光栅通常包括正弦刻槽。刻划光栅具有衍射效率高的特点，全息光栅光谱范围广，杂散光低，且可作到高光谱分辨率。

◆如何选择光栅
选择光栅主要考虑如下因素：
1、光栅刻线，光栅刻线多少直接关系到光谱分辨率，刻线多光谱分辨率高，刻线少光谱覆盖范围宽，两者要根据实验灵活选择；
2、闪耀波长，闪耀波长为光栅最大衍射效率点，因此选择光栅时应尽量选择闪耀波长在实验需要波长附近。如实验为可见光范围，可选择闪耀波长为500nm；
3、使用范围，
3、光栅效率，光栅效率是衍射到给定级次的单色光与入射单色光的比值。光栅效率愈高，信号损失愈小。为提高此效率，除提高光栅制作工艺外，还采用特殊镀膜，提高反射效率。

◆光栅方程

反射式衍射光栅是在衬底上周期地刻划很多微细的刻槽，一系列平行刻槽的间隔与波长相当，光栅表面涂上一层高反射率金属膜。光栅沟槽表面反射的辐射相互作用产生衍射和干涉。对某波长，在大多数方向消失，只在一定的有限方向出现，这些方向确定了衍射级次。如图所示，光栅刻槽垂直辐射入射平面，辐射与光栅法线入射角为α，衍射角为β，衍射级次为m，d为刻槽间距，在下述条件下得到干涉的极大值：
Mλ=d（sinα+sinβ）

定义φ 为入射光线与衍射光线夹角的一半，即φ=(α-β)/2；θ 为相对于零级光谱位置的光栅角，即θ=(α+β)/2,得到更方便的光栅方程：

mλ=2dcosφsinθ

从该光栅方程可看出：
对一给定方向β，可以有几个波长与级次m 相对应λ 满足光栅方程。比如600nm 的一级辐射和300nm 的二级辐射、200nm 的三级辐射有相同的衍射角，这就是为什么要加消二级光谱滤光片轮的意义。
衍射级次m 可正可负。对相同级次的多波长在不同的β 分布开。含多波长的辐射方向固定，旋转光栅，改变α，则在α+β 不变的方向得到不同的波长。

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沧海青城

第1楼2017/03/13

应助达人

栅这个字到底是读zhà shān shi cè?，哪一个哦，感觉读哪个的都有

0

wccd

第2楼2017/03/21

应助达人

应该与“删”字同音，记住删除一词就行了。呵呵！
沧海青城(lgt228) 发表:栅这个字到底是读zhà shān shi cè?，哪一个哦，感觉读哪个的都有

0

pn7210

第3楼2017/03/21

读shān。

0

dfgj

第4楼2017/03/22

又一篇光谱知识普及学习的好贴

0

沧海青城

第5楼2017/03/23

应助达人

嗯，不过身边很多第一次看到这个词的人都读ce，果然是四川人生的憨
wccd(wccd) 发表:应该与“删”字同音，记住删除一词就行了。呵呵！

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