光谱仪一些重要参数介绍
1、 狭缝
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。
2、 带宽
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。
3、 分辨率
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象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),这对于分辨率来说是一个非常重要的变量。 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:5,10,25,50,100或200um可选。在指定波长处,狭缝成象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象尺寸加上一个象元。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:16位
其中M为光栅线数 ,F为谱仪焦距,W为狭缝宽度。
4、 光栅
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。
光栅主要参数:
①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。
②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。
5、暗电流
未打开光谱仪激发光源时,感光器件接收到的光电信号。主要影响因素有温度,电子辐射等。
6、波长重复性
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。
7、波长精度
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。
8、波长准确度
波长准确度是光谱仪设定波长与实际波长的差值。
9、色散
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。
10、CCD
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 。
通过以上介绍,相信大家对光谱仪已经有了更多的认识,了解光谱仪的参数可以帮助我们快速找到适合自己的光谱仪。航鑫光电是光纤光谱仪的全球领导者,欢迎随时咨询航鑫光电的光谱仪产品。