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SICK光柵應用原理的資料分為幾部分
2017-12-8 閱讀(3161)
SICK光柵應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。單色平行光通過光柵每個縫的衍射和各縫間的干涉，形成暗條紋很寬、明條紋很細的圖樣，這些銳細而明亮的條紋稱作譜線。譜線的位置隨波長而異，當復色光通過光柵后，不同波長的譜線在不同的位置出現(xiàn)而形成光譜。光通過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，a+b稱作光柵常數(shù)。用此式可以計算光波波長。光柵產(chǎn)生的條紋的特點是：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定波長。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，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機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λ1、λ2、λ3.....組成的混合光，每種波長產(chǎn)生的干涉*都位于不同的角度位置；即不同波長的衍射光以不同的衍射角β出射。這就說明，對于給定的光柵，不同波長的同一主大或次大（構(gòu)成同一光柵光譜中的不同波長譜線）都不重合，而是按波長的次序順序排列，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的復合光，經(jīng)光柵衍射后彼此被分開。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），不同波長光譜線的位置基本上與其波長值成比例。因此，光柵光譜中的各個波長譜線排列比較均勻，并隨著波長值線性增加或減少，相應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，由于不同波長的光線受到不同程度的折射而被色散。而棱鏡材料對不同波長的折射率變化是不與波長成線性的。棱鏡材料在短波方向的折射率的變化要比長波區(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，同樣大小的波長差值，相應的譜線之間的距離，短波處要大于長波處。因此，我們說棱鏡在紫外區(qū)的色散要比可見、近紅外區(qū)的色散大。所以，有些紫外可見分光光度計（特別是紫外可見分光光度計）都用石英棱鏡作前置單色器，就是這個道理。
SICK光柵光譜的排列比較均勻，不同波長區(qū)中同樣波長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，而且對定性分析時初步判斷、估計譜線的波長值等比較方便。
此外，在譜線的波長分布順序方面，光柵與棱鏡也是不同的；在光柵光譜中，波長越長的光線衍射角數(shù)值越大，譜線越偏離光柵法線。在棱鏡光譜中，波長越長的光線，偏向角越小，相應的譜線分布越接近入射角方向的位置。
