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交叉式光路光譜儀,即交叉式切尼-特納(Czerny-Turner,簡稱C-T)光路光譜儀
交叉式光路光譜儀的工作原理
將光源發(fā)出的復色光按照不同的波長分離出來,配合各種光電探測器件對譜線強度進行測量,獲得光譜功率(輻射)分布,再計算出色品坐標、色溫等相關(guān)參數(shù)。
交叉式光路光譜儀的構(gòu)成
光源:提供需要測量的光信號。
入射狹縫:光線通過狹縫進入光譜儀,限制了光束的寬度,有助于提高測量的分辨率。
柱面鏡(入射鏡):將來自光源的光線聚焦到一個點上,聚焦后的光束照射到光柵上。
光柵:光線經(jīng)過光柵時發(fā)生衍射,不同波長的光以不同的角度被折射。光柵的線密度影響光譜儀的分辨率和可測量的波長范圍。
狹縫:位于光柵之后,只允許特定角度的光線通過,進一步過濾掉其他角度的散射光線,影響光譜儀的分辨率和靈敏度。
柱面鏡(出射鏡):將經(jīng)過光柵衍射的光線重新聚焦,投射到檢測器上。
檢測器:接收并測量聚焦后的光譜信息,將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,從而得到光的頻譜分布。
關(guān)鍵部件的參數(shù)對測量系統(tǒng)有顯著影響
光柵參數(shù):包括光柵片的線密度和工作角度,影響分辨率和工作波長范圍。
狹縫參數(shù):影響分辨率和靈敏度,較窄的狹縫提高分辨率但降低靈敏度。
柱面鏡參數(shù):影響光線的聚焦效果和傳輸效率,曲率半徑和折射率是關(guān)鍵。
濾光片參數(shù):透過率和波長范圍決定了光譜儀的選擇性和測量對象。
交叉式光路光譜儀的應(yīng)用領(lǐng)域:
微型光譜儀:由于交叉式光路的緊湊性,它非常適合用于微型光譜儀的設(shè)計,這些光譜儀可以集成到便攜式設(shè)備中,用于現(xiàn)場快速光譜分析。
高靈敏度測量:交叉C-T型光路因其結(jié)構(gòu)特點,可以提供較高的靈敏度,適用于需要高靈敏度檢測的應(yīng)用場景。
光學性能優(yōu)化:交叉式C-T光路在光學性能上,如球差、像散、慧差等方面,具有一定的優(yōu)化優(yōu)勢,適用于對光學性能有特定要求的測量。
雜散光控制:在需要控制雜散光的應(yīng)用中,可以通過設(shè)計優(yōu)化來提高光譜儀的性能,交叉式C-T光路在雜散光控制方面具有一定的優(yōu)勢。
科研和教育:交叉式光路光譜儀也常用于科研和教育領(lǐng)域,用于光譜分析教學和實驗研究。
工業(yè)過程監(jiān)控:在工業(yè)生產(chǎn)過程中,交叉式光路光譜儀可用于實時監(jiān)測材料的成分和質(zhì)量。
環(huán)境監(jiān)測:環(huán)境領(lǐng)域中,交叉式光路光譜儀可用于分析大氣污染物、水質(zhì)等,以評估環(huán)境狀況。
材料分析:在材料科學中,交叉式光路光譜儀可用于分析材料的化學成分和結(jié)構(gòu)特性。
生物醫(yī)學研究:在生物醫(yī)學領(lǐng)域,交叉式光路光譜儀可用于研究生物分子的光譜特性,以及在臨床診斷中的應(yīng)用。