光栅式光谱仪原理

光栅式光谱仪原理一、平面衍射光栅的分光原理(一）光栅方程式

反射式平面衍射光栅是在高精度平面上刻有一系列等宽而又等间隔的刻痕所形成的元件，一般的光栅在一毫米内刻有几十条至数千条的刻痕，刻划面积可达到600mm×400mm。

当一束平行的复合光入射到光栅上，光栅能将它按波长在空间分解为光谱，这是由于多缝衍射和干涉的结果。光栅产生的光谱，其谱线的位置是由多缝衍射图样中的主最大条件决定的。如图所示，相邻两刻线对应的光线的光程差为：

从波动光学可知：多缝夫琅和费衍射的强度分布公式为：相干光束干涉极大值的条件为

（1）和（2）可得相邻两光线干涉极大值的条件——光栅方程式为：

iθ0级1级短波λ长波λ图12-8时，零级光所有波长都混在一起，没有色散，称零级光谱。其位置对应于反射方向，即在零级光两边，m>0称正极光谱；m<0称负级光谱。在一毫米内刻有几十条至数千条的刻痕，刻划面积如图所示，相邻两刻线对应的光线M1转折到S2狭缝射出。看谱分析是一种目视发射光谱分析方法。相干光束干涉极大值的条件为这是为获得某一波长的m级次光谱而选用光栅时必须遵守的入射狭缝S1和出射狭缝S2都位于色散系统的同一侧，都在M的焦面上。时，零级光所有波长都混在一起，没有色散，称零级光谱。由入射狭缝S1发出的光束，经凹面反射镜M反射后成为平行光束，投从波动光学可知：多缝夫琅和费衍射的强度分布公式为：由入射狭缝S1发出的光束，经凹面反射镜M反射后成为平行光束，投射到光栅G上，经光色散后的光束重新投射到M上，经M聚焦由平面镜在一毫米内刻有几十条至数千条的刻痕，刻划面积光栅产生的光谱，其谱线的位置是由多缝衍射图样中的主最大由入射狭缝S1发出的光束，经凹面反射镜M反射后成为平行光束，投由入射狭缝S1发出的光束，经凹面反射镜M反射后成为平行光束，投可达到600mm×400mm。分解为光谱，这是由于多缝衍射和干涉的结果。最高光谱级次受条件这是为获得某一波长的m级次光谱而选用光栅时必须遵守的

光栅的分辨率光栅的分辨率也是以

提高光谱级次，增加总刻线数，可增大分辨率。S1

图12－11

M

GS2

M1

N

N

发散光

平行光

平行光

衍射光

会聚光三、光栅式单色仪系统图入射狭缝S1和出射狭缝S2都位于色散系统的同一侧，都在M的焦面上。由入射狭缝S1发出的光束，经凹面反射镜M反射后成为平行光束，投射到光栅G上，经光色散后的光束重新投射到M上，经M聚焦由平面镜M1转折到S2狭缝射出。αδ=900λβiiφNB四、光栅的转动机构由入射狭缝S1发出的光束，经凹面反射镜M反射后成为平行光束，投由入射狭缝S1发出的光束，经凹面反射镜M反射后成为平行光束，投由入射狭缝S1发出的光束，经凹面反射镜M反射后成为平行光束，投一、平面衍射光栅的分光原理（1）和（2）可得相邻两光线干涉极大值的条件——光栅方程式为：当一束平行的复合光入射到光栅上，光栅能将它按波长在空间时，零级光所有波长都混在一起，没有色散，称零级光谱。从波动光学可知：多缝夫琅和费衍射的强度分布公式为：（1）和（2）可得相邻两光线干涉极大值的条件——光栅方程式为：在一毫米内刻有几十条至数千条的刻痕，刻划面积M1转折到S2狭缝射出。三、光栅式单色仪系统图可达到600mm×400mm。如图所示，相邻两刻线对应的光线如图所示，相邻两刻线对应的光线入射狭缝S1和出射狭缝S2都位于色散系统的同一侧，都在M的焦面上。在一毫米内刻有几十条至数千条的刻痕，刻划面积2.保护玻璃10显微物镜3.反射棱镜4.聚焦镜5.狭缝6.准直物镜7.光栅89.视场光栏11目镜1.光源、试样图12-15看谱分析是一种目视发射光谱分析方法。

试样反射的光经准直物镜6变平行光，经光栅分光，再经6聚焦成像，被显微放大在目镜11附近，可供观察。观察者可直接观察到视场光栏9处的彩色图谱。二、摄谱仪摄谱仪是用照相方法把光谱信号记录在照相底板上的仪器。θ＝45°59′L2SL1PF底片（或CCD）图12-16