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直讀光譜儀器基本參數特性？
發布時間：2020-10-14 11:39:58 點擊：5761
一、工作光譜范圍
指使用光譜分析儀器所能記錄的光譜范圍。它主要決定于儀器中光學零件的光譜透射率或反射率、以及所采用的探測系統的光譜靈敏度界限。例如，玻璃棱鏡光譜儀的工作光譜范圍為400nm~1000nm(實際可達到2.5μm),大于1000nm的波長范圍應用紅外晶體材料制造光學零件，小于400nm的波長范圍要用石英或熒石來制造光學零件。改變光柵表面反射膜層的光譜反射率，反射式光柵可以用在整個光學光譜區。光電倍增管的光譜靈敏度界限只能達到850nm左右，紅外波段則要求改用熱電元件作為接收器。
二、色散率
對于經典的光譜儀器，色散率表明從光譜儀器色散系統中射出的不同波長的光線在空間彼此分開的程度，或者會聚到焦平面上時彼此分開的距離。前者可用角色散率表述，后者用線色散率表述。
1、角色散率
表明二不同波長的光線彼此分開的角距離,定義為d0/d。do為二不同波長的光線經色散系統后的偏向角之差; dλ為二光線的波長差。角色散率的單位是rad/nm。角色散率的大小主要決定于色散系統的幾何尺寸和它在儀器中的安放位置。
2.線色散率
表明不同波長的二條譜線在成像系統焦平面上彼此分開的距離，定義為l/A。l為兩條不同波長的譜線之間的距離;A為兩條譜線的波長差。
線色散率的單位是mm/nm。在實用中，有時為了方便也可用上述數值的倒數來表示，稱為線色散率倒數，A/l。線色散率倒數的單位為nm/ mm。
光譜儀器的線色散率不僅與色散元件的角色散率成正比，而且與成像物鏡的焦距成正比，與焦平面的傾斜角E的正弦成反比。目前各國生產的小型和中型光譜儀的線色散率倒數約為(10~ 1 )nm/mm,大型光譜儀的線色散率倒數約為(1~0.1)nm/mm。法布里一珀羅干涉光譜儀的線色散率倒數可達(0.01~0.001)nm/mm,甚至更大。
三、分辨率
分辨率是表明光譜儀器分開波長極為接近的二條譜線的能力，這是光譜儀器極為重要的性能指標。
兩條光譜線能否被分辨，不僅決定于儀器的色散率，而且還和這兩條譜線的強度分布輪廓及其相對位置有關，也與接收系統有關。光譜線的強度分布輪廓是一個復雜的函數，它與譜線的真實輪廓、儀器的色散系統、所用狹縫的寬度、入射狹縫的照明情況及光學系統的像差等因素有密切的關系。
由于實際分辨率的問題很復雜，通常用瑞利(Rayliegh)提出的僅考慮衍射現象的分辨率一理論分辨率加以討論。
瑞利認為，當兩條強度分布輪槨相同的譜線的最大值和最小值相重疊時，它們能夠分辨，如圖2-5所示。瑞利準則有兩條前提:①假設有兩條譜線通過光譜儀器后，其強度分布輪廓完全相同；②假設接收器的靈敏度大于或等于20%。這個假設接近于人眼的靈敏度。事實上，人眼的靈敏度為10% ~20%,感光板的靈敏度為5%,而光電接收器一般小于5%。一二譜線的平均波長。
實驗證明，瑞利準則是要求過嚴的，但直到現在仍沿用著。在設計計算中可根據使用要求提出實際的分辨率，而后按經驗乘以一定的放大系數，得出要求的理論分辨率作為確定色散系統的起始數據。在棱鏡或光柵光譜儀器中，一般都采用矩形孔徑光闌。
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