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平面光栅是利用光的衍射和干涉来分光的色散元件
  • 发布日期:2019-07-10      浏览次数:128
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        平面光栅是利用光的衍射和干涉现象进行分光的一种色散元件,平面光栅有透射式和反射式两种,光谱仪常用的是反射光栅,它的缝是不透明的反射铝膜。在一块极其平整的毛坏上镀上铝层,刻上许多平行、等宽而又等距的线槽,每条线槽起着一个“狭缝”的作用,每毫米刻线有1200条、2400条或3600条,整块光栅的刻线总数几万条到几十万条。
        
        平面光栅被设计成满足尺寸,波长范围,入射角和衍射角的规格,但不适用于光学系统的特定焦距。因此,只要前面提到的四个参数相同,就可以将相同的光栅用于不同的光学装置。
        
        平面光栅主要用于光谱分析和光波长的测量等方面。理想的反射式平面光栅,可视作是相互平行,等宽,等间距,均匀排列的许多狭缝。如设光栅的缝宽为d,则d称为光栅常数。根据夫琅和费理论,一束平行光垂直地入射到平面反射光栅上,经各缝衍射后向各方向传播。衍射角适合如下条件:
        
        dsinθ=kλk=0,±1,±2,±3…
        
        上式称作平行光垂直入射时的光栅方程。式中θ为衍射角,λ为光波波长,k为光谱线级数,当k=0,θ=0时,各种波长的光均满足上式,重合在一起形成零级光谱。k不为零时,不同波长的光对应不同的衍射角θ,光谱线便按波长(或衍射角)由小到大展开。如果入射光含有连续波长分布的复色光照射光栅,其一级主级大将是较宽的彩色亮带,从靠近零级主级大的内侧向外,颜色是由紫而最终变红色,称为光栅光谱。其它各级主级大的情况类似,仅零级保持为白色窄条,且对给定光栅常数的光栅,除中央零级明线外,不同波长的同一衍射主级大的位置均不重合,波长越短,衍射角就越小,越靠近中央。而在较高级次处,相邻级的衍射谱线间会出现重叠,级次越高重叠越严重。
       

      平面光栅

        
        注意:
        
        平面光栅很容易被潮湿、指纹、气溶胶或任意摩擦材料的轻微接触而损伤。平面光栅只能在必要时才拿取,而且只能通过边缘夹持。应佩戴橡胶手套或类似的防护套,以防止手指上的油污接触光栅表面。清洁时只能使用净化的干燥空气或氮气吹扫光栅,其它任何操作都是不允许的。溶剂很可能会损伤光栅表面。
        
        另外,刮擦或者其他轻微表面划伤及非中心区域极少数点状气泡通常不影响平面光栅的性能,所以不认为是产品缺陷。
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