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光柵光譜儀的工作原理

來源:北京卓立漢光儀器有限公司   2017年07月04日 17:26  

光柵光譜儀的光柵方程

反射式衍射光柵是在襯底上周期地刻劃很多微細的刻槽, 一系列平行刻槽的間隔與波長相當,光柵表面涂上一層高反射率金屬膜。光柵溝槽表面反射的輻射相互作用產(chǎn)生衍射和干涉。對某波長,在大多數(shù)方向消失,只在一定的有限方向出現(xiàn),這些方向確定了衍射級次。如圖所示,光柵刻槽垂直輻射入射平面,輻射與光柵法線入射角為α,衍射角為β,衍射級次為m,d 為刻槽間距,在下述條件下得到干涉的大值:mλ=d sinα+sinβ)。

 

定義φ 為入射光線與衍射光線夾角的一半, 即φ=(α-β)/2 ;θ 為相對于零級光譜位置的光柵角, 即θ=(α+β)/2, 得到更方便的光柵方程:

mλ=2dcosφsinθ

 

從該光柵方程可看出:

對一給定方向β,可以有幾個波長與級次m 相對應λ 滿足光柵方程。比如600nm 的一級輻射和300nm 的二級輻射、200nm 的三級輻射有相同的衍射角,這就是為什么要加消二級光譜濾光片輪的意義。

衍射級次m 可正可負。

對相同級次的多波長在不同的β 分布開。

含多波長的輻射方向固定,旋轉(zhuǎn)光柵,改變α,則在α+β 不變的方向得到不同的波長。

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