手机网站建设请示,旅游网站后台模板,网络广告视频,wordpress wending标题光谱仪工作过程CCD、PDA薄型背照式BT-CCD狭缝Slit暗电流Dark Current分辨率Resolution色散Dispersion光栅和闪耀波长Grating波长精度、重复性和准确度Precision带宽Band widthF数F/#光谱仪工作过程 CCD、PDA
电荷耦合器件#xff08;Charger Coupled Device#xff0c;缩…
标题光谱仪工作过程CCD、PDA薄型背照式BT-CCD狭缝Slit暗电流Dark Current分辨率Resolution色散Dispersion光栅和闪耀波长Grating波长精度、重复性和准确度Precision带宽Band widthF数F/#光谱仪工作过程 CCD、PDA
电荷耦合器件Charger Coupled Device缩写为CCD硅基光敏元件的响应范围在短波近红外区域。
二极管阵列Photodiode Array缩写为PDA光电二极管阵列是由多个二极管单元像素组成的阵列单元数可以是102256或1024。 当信号光照射到光电二极管上时光信号就会转换成电信号。光电二极管的优点是在近红外灵敏度高响应速度快缺点是象元数较少、在紫外波段没有响应。
薄型背照式BT-CCD
薄型背照式电荷耦合器件BT-CCDBack Thinned Charge Coupled Device)首先与一般CCD相比硅层厚度从数百微米减薄到20μm以下其次它采用背照射结构紫外光不必再穿越钝化层。
因此不仅具有固体摄像器件的一般优点而且具有噪声低灵敏度高、动态范围大的优点。
BT-CCD有很高的紫外光灵敏度它在紫外波段的量子效率超过40可见光部分超过80 甚至可以达到90左右。
可见BT-CCD不仅可工作于紫外光也可工作于可见光是一种很优秀的宽波段检测器件。 狭缝Slit
光源入口狭缝面积影响通过的光强度狭缝宽度影响光学分辨率。
狭缝的像与CCD的像素平行当狭缝成像焦点位于CCD表面时光谱仪有最好分辨率。
暗电流Dark Current
未打开光谱仪激发光源时感光器件接收到的光电信号。
分辨率Resolution
光学分辨率定义为光谱仪可以分开的最小波长差。 要把两个光谱线分开至少要把它们成像到探测器的两个相临象元上。
分辨率依赖于光栅的分辨本领、系统的有效焦长、设定的狭缝宽度、系统的光学像差以及其它参数。
光栅决定了波长在探测器上可分开的程度色散。另一个重要参数是进入到光谱仪的光束宽度它基本上取决于光谱仪上安装的固定入射狭缝或入射光纤芯径当没有安装狭缝时。
狭缝的尺寸有1025或50μm×1000μm高或100200或500μm×2000μm高。
在指定波长处狭缝成像到探测器阵列上时会覆盖几个象元。
而如果要分开两条光谱线就必须把它们色散到这个像尺寸加上一个象元。
当入射光纤的芯径大于狭缝的宽度时分辨率就要由狭缝的宽度有效宽度来决定。
光谱仪分辨率可近似如下度量R∝ M·F/W 其中M为光栅线数F为谱仪焦距W为狭缝宽度。
色散Dispersion
光谱仪的色散决定其分开波长的能力。光谱仪的倒线色散可计算得到沿光谱仪的焦平面改变距离χ引起波长λ的变化即
Δλ/Δχ dcosβ/mF
这里d、β、F分别是光栅刻槽的间距、衍射角和系统的有效焦距m为衍射级次。由方程可见倒线色散不是常数它随波长变化。在所用波长范围内变化可能超过2倍。
光栅和闪耀波长Grating
光栅作为重要的分光器件它的选择与性能直接影响整个系统性能。光栅分为刻划光栅、复制光 栅、全息光栅等。
刻划光栅是用钻石刻刀在涂薄金属表面机械刻划而成 复制光栅是用母光栅复制而成。典型刻划光栅和复制光栅的刻槽是三角形。 全息光栅是由激光干涉条纹光刻而成。全息光栅通常包括正弦刻槽。
刻划光栅具有衍射效率高的特点全息光栅光谱范围广杂散光低且可作到高光谱分辨率。刻线多分辨率高灵敏度低能量被分的更细进入光谱仪的部分将减少 光栅主要参数
闪耀波长闪耀波长为光栅最大衍射效率点因此选择光栅时应尽量选择闪耀波长在实验需要波长附近。如实验为可见光范围可选择闪耀波长为500nm。
光栅刻线光栅刻线多少直接关系到光谱分辨率刻线多光谱分辨率高刻线少光谱覆盖范围宽两者要根据实验灵活选择。
光栅效率光栅效率是衍射到给定级次的单色光与入射单色光的比值。光栅效率愈高信号损失愈小。为提高此效率除提高光栅制作工艺外还采用特殊镀膜提高反射效率。
非闪耀光栅其能量分布与单缝衍射相似大部分能量集中在没有被色散的“零级光谱”中小部分能量分散在其它各级光谱。
零级光谱不起分光作用不能用于光谱分析。而色散越来越大的一级、二级光谱强度却越来越小。
为了降低零级光谱的强度将辐射能集中于所要求的波长范围近代的光栅采用定向闪耀的办法。即将光栅刻痕刻成一定的形状使每一刻痕的小反射面与光栅平面成一定的角度使衍射光强主最大从原来与不分光的零级主最大重合的方向转移至由刻痕形状决定的反射方向。结果使反射光方向光谱变强这种现象称为闪耀。
辐射能量最大的波长称为闪耀波长。光栅刻痕反射面与光栅平面的夹角称为闪耀角。每一个小反射面与光栅平面的夹角β保持一定以控制每一小反射面对光的反射方向使光能集中在所需要的一级光谱上这种光栅称为闪耀光栅。
波长精度、重复性和准确度Precision
波长精度是光谱仪确定波长的刻度等级单位为nm。通常波长精度随波长变化。
波长重复性是光谱仪返回原波长的能力这体现了波长驱动机械和整个仪器的稳定性。
波长准确度是光谱仪设定波长与实际波长的差值。
带宽Band width
带宽是不考虑光学像差、衍射、狭缝高度、扫描方法、检测器像素宽度等因素在给定波长从光谱仪输出的波长宽度。它是倒线色散和狭缝宽度的乘积。
F数F/#
F/#定义为光谱仪准直凹面反射镜的焦距与直径的比值即张角。光通过效率与F/#的平方成反比 F/#愈小光通过率愈高。长焦镜头视场角小短焦镜头视场角大
