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光学仪器平面光栅有什么作用,与凹面光栅有什

发布时间:2021-06-02  阅读量:83 次

什么平面光栅?平面光栅是一种精密的光学玻璃元件。简单来说平面光栅是在一块很平的玻璃上,刻画出一系列等距且平行刻痕或斜槽,形成一种栅格状的物体。平面光栅一般有两种,一种是透射式光栅,它们两条刻痕之间有缝隙可以透光,而刻痕是不能透光的;另一种是反射式光栅,其刻画的是平行的斜槽,可以对光产生干涉现象,如下图。一般光学仪器采用平面光栅,其刻痕或者是斜槽之间的间距为10nm,当然,刻痕之间的距离越小,其应用行业越有限。
 
平面光栅工作原理

平面光栅工作原理
 
平面光栅的主要作用是什么?
平面光栅的主要作用是用于光谱分析和光波长的相关测量方面,例如一些光学测量仪器会应用到平面光栅。分光是什么意思呢?分光是指利用光的色散现象,将波长范围很宽的复合光分散开来,成为许多波长范围狭小的“单色光”,我们知道光是一种波,将光分散后会形成一个光谱。在分光测色仪这种类型的仪器上,平面光栅将复合光分成更细致的单色光,其作用和凹面光栅基本一致。
 
平面光栅和凹面光栅区别有哪些?
1、刻画材料不同。凹面光栅一般是通过金属材料进行刻画的,而平面光栅通常是采用玻璃刻画。
2、材料形状不同。凹面光栅是将狭缝光源和凹面光栅放置在同一圆周上,且该圆的直径等于凹面光栅的曲率半径,可得到很锐的细光谱线,该圆称为罗兰圆。而平面光栅是非常平的一个平面上刻画的。相对来说,凹面光栅要求的技术条件更难,而平面光栅刻画相对更简单些。
3、分光效果不同。光栅分光不受材料透过率限制,可以在全光谱中应用,光栅的分辨率比棱镜好。而凹面光栅的效果比平面光栅的效果要更好一些。
4、主要应用不同。目前大多数凹面光栅都应用于仪器的分光,可以对各种光学参数进行更准确的测量,而平面光栅主要用于光谱分析。
 
在仪器测量行业,分光光栅刻痕之间要求平行、等宽等距,其间距通常为10nm。这里说明下,间距为10nm,不代表不能做到更小。如果有些用户有更高的分光光谱需求,可以做到5nm或者是更低。大多数光学仪器分光的光谱范围为400-700nm,如果仪器参数中的测量波长间隔为10nm,则表示在需要测量的300nm波长可见光的范围内,对凹面材料进行进行了30次划分,即相当于将这个可见光光谱分成30个不同的波。其实,不管是密度仪、雾度仪还是其他光学类仪器,波长间隔10nm对于需要使用光学仪器的测量行业使用中,其测量的精度要求已经足够了,如果想要测量精度更高的波长间隔5nm,除非是类似精度要求非常高的高科技实验室、或者是较大的科学技术研究机构,才会对测量波长间隔要求更小。通常光学仪器厂家面对的用户,是具有较大行业需求数量的用户,这也是一些定制设备或者用户需求量少的仪器价格贵的原因之一。
 
 
如上图,光学分辨率10nm,意味光学仪器中的标样反射率可以以间隔10nm的差值进行切换,从而可以在仪器显示屏上显示出你所需要的标样透射率光谱图界面。





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