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技術(shù)文章

光譜儀的構(gòu)成和透射測(cè)定及其應(yīng)用


光譜儀的構(gòu)成和透射測(cè)定及其應(yīng)用


構(gòu)成

一臺(tái)典型的光譜儀主要由一個(gè)光學(xué)平臺(tái)和一個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)組成。包括以下幾個(gè)主要部分：
1. 入射狹縫: 在入射光的照射下形成光譜儀成像系統(tǒng)的物點(diǎn)。
2. 準(zhǔn)直元件: 使狹縫發(fā)出的光線變?yōu)槠叫泄?。該?zhǔn)直元件可以是一獨(dú)立的透鏡、反射鏡、或直接集成在色散元件上，如凹面光柵光譜儀中的凹面光柵。
3. 色散元件: 通常采用光柵，使光信號(hào)在空間上按波長(zhǎng)分散成為多條光束。
4. 聚焦元件: 聚焦色散后的光束，使其在焦平面上形成一系列入射狹縫的像，其中每一像點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一特定波長(zhǎng)。
5. 探測(cè)器陣列：放置于焦平面，用于測(cè)量各波長(zhǎng)像點(diǎn)的光強(qiáng)度。該探測(cè)器陣列可以是CCD陣列或其它種類的光探測(cè)器陣列。

透射測(cè)定

光譜儀的透射率或它的效率可用輔助單色儀裝置來(lái)測(cè)定。在可見(jiàn)和近紫外實(shí)現(xiàn)這些測(cè)量沒(méi)有任何困難。測(cè)量通過(guò)**個(gè)單色儀的光通量，緊接著測(cè)量通過(guò)兩個(gè)單色儀的光通量，以這種方式來(lái)確定**個(gè)單色儀的透射率。
**測(cè)量需要知道單色儀的**透射率：對(duì)于相對(duì)測(cè)量，以各種波長(zhǎng)處的相對(duì)單位可以測(cè)量透射率。真空紫外線的這些測(cè)量有相當(dāng)大的實(shí)驗(yàn)困難，因此通常使用輔助單色儀。在各種入射角的情況下分別測(cè)量衍射光柵的效率。在許多實(shí)驗(yàn)步驟中已成功地避免了校準(zhǔn)上的困難。
曾經(jīng)研究過(guò)光柵效率與波長(zhǎng)、入射角、鍍層厚度、鍍層材料以及其它因素的關(guān)系。所有這些測(cè)量都指出，在許多情況下能量損失是非常顯著的，并且光柵的效率低于1%，光柵的不同部分可能有明顯不同的效率。

應(yīng)用

光譜儀應(yīng)用很廣，在農(nóng)業(yè)、天文、汽車、生物、化學(xué)、鍍膜、色度計(jì)量、環(huán)境檢測(cè)、薄膜工業(yè)、食品、印刷、造紙、拉曼光譜、半導(dǎo)體工業(yè)、成分檢測(cè)、顏色混合及匹配、生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用、熒光測(cè)量、寶石成分檢測(cè)、氧濃度傳感器、真空室鍍膜過(guò)程監(jiān)控、薄膜厚度測(cè)量、LED測(cè)量、發(fā)射光譜測(cè)量、紫外/可見(jiàn)吸收光譜測(cè)量、顏色測(cè)量等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

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