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SICK光柵應(yīng)用原理的資料分為幾部分

更新時(shí)間： 2017-12-08　　點(diǎn)擊次數(shù)： 3373次

    SICK光柵應(yīng)用原理的資料分為幾部分
    SICK光柵是一塊刻有大量平行等寬、等距狹縫(刻線)的平面玻璃或金屬片。光柵的狹縫數(shù)量很大，一般每毫米幾十至幾千條。單色平行光通過(guò)光柵每個(gè)縫的衍射和各縫間的干涉，形成暗條紋很寬、明條紋很細(xì)的圖樣，這些銳細(xì)而明亮的條紋稱作譜線。譜線的位置隨波長(zhǎng)而異，當(dāng)復(fù)色光通過(guò)光柵后，不同波長(zhǎng)的譜線在不同的位置出現(xiàn)而形成光譜。光通過(guò)光柵形成光譜是單縫衍射和多縫干涉的共同結(jié)果。
    SICK光柵在屏幕上產(chǎn)生的光譜線的位置，可用式   表示。式中a代表狹縫寬度，b代表狹縫間距，φ為衍射角，θ為光的入射方向與光柵平面法線之間的夾角，k為明條紋光譜數(shù)(k=0，±1，±2……)，λ為波長(zhǎng)，a+b稱作光柵常數(shù)。用此式可以計(jì)算光波波長(zhǎng)。光柵產(chǎn)生的條紋的特點(diǎn)是：明條紋很亮很窄，相鄰明紋間的暗區(qū)很寬，衍射圖樣十分清晰。因而利用光柵衍射可以地測(cè)定波長(zhǎng)。衍射光柵的分辨本R=l/Dl=kN。其中N為狹縫數(shù)，狹縫數(shù)越多明條紋越亮、越細(xì)，SICK光柵分辨本就越高。增大縫數(shù)N提高分辨本是光柵技術(shù)中的重要課題。
    SICK光柵是用精密的刻劃?rùn)C(jī)在玻璃或金屬片上刻劃而成的。光柵是光柵攝譜儀的核心組成部分，其種類很多。按所用光是透射還是反射分為透射光柵、反射光柵。反射光柵使用較為廣泛；按其形狀又分為平面光柵和凹面光柵。此外還有全息光柵、正交光柵、相光柵、閃耀光柵、階梯光柵等。
    由SICK光柵方程   可知，對(duì)于相同的光譜數(shù)m，以同樣的入射角α投射到光柵上的不同波長(zhǎng)λ1、λ2、λ3.....組成的混合光，每種波長(zhǎng)產(chǎn)生的干涉*都位于不同的角度位置；即不同波長(zhǎng)的衍射光以不同的衍射角β出射。這就說(shuō)明，對(duì)于給定的光柵，不同波長(zhǎng)的同一主大或次大（構(gòu)成同一光柵光譜中的不同波長(zhǎng)譜線）都不重合，而是按波長(zhǎng)的次序順序排列，形成一系列分立的譜線。這樣，混合在一起入射的各種不同波長(zhǎng)的復(fù)合光，經(jīng)光柵衍射后彼此被分開(kāi)。這就是衍射光柵的分光原理。
    由SICK光柵方程d（sinα±sinβ）=mλ可知，在衍射角不太大的情況下（如在一光譜內(nèi)，靠近光譜法線區(qū)域時(shí)），不同波長(zhǎng)光譜線的位置基本上與其波長(zhǎng)值成比例。因此，光柵光譜中的各個(gè)波長(zhǎng)譜線排列比較均勻，并隨著波長(zhǎng)值線性增加或減少，相應(yīng)的光柵光譜線的位置（如離光柵法線的距離）也線性變化。
    在棱鏡光譜中，由于不同波長(zhǎng)的光線受到不同程度的折射而被色散。而棱鏡材料對(duì)不同波長(zhǎng)的折射率變化是不與波長(zhǎng)成線性的。棱鏡材料在短波方向的折射率的變化要比長(zhǎng)波區(qū)的變化大得多。因此，棱鏡光譜中的譜線排列情況是不均勻的。在短波區(qū)，因dn/dλ大，譜線排列非常稀疏，而在長(zhǎng)波區(qū)，則因dn/dλ小，譜線排列非常稠密。所以，同樣大小的波長(zhǎng)差值，相應(yīng)的譜線之間的距離，短波處要大于長(zhǎng)波處。因此，我們說(shuō)棱鏡在紫外區(qū)的色散要比可見(jiàn)、近紅外區(qū)的色散大。所以，有些紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（特別是紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)）都用石英棱鏡作前置單色器，就是這個(gè)道理。
    SICK光柵光譜的排列比較均勻，不同波長(zhǎng)區(qū)中同樣波長(zhǎng)差的兩根譜線之間的距離變化不太大。光柵光譜的勻排性不但使光譜更加整齊、勻稱，而且對(duì)定性分析時(shí)初步判斷、估計(jì)譜線的波長(zhǎng)值等比較方便。
    此外，在譜線的波長(zhǎng)分布順序方面，光柵與棱鏡也是不同的；在光柵光譜中，波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光線衍射角數(shù)值越大，譜線越偏離光柵法線。在棱鏡光譜中，波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光線，偏向角越小，相應(yīng)的譜線分布越接近入射角方向的位置。

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