光譜儀介紹
光譜儀是如何工作的?
在過(guò)去的20年里,微型光纖光譜儀已經(jīng)從一個(gè)新奇的東西發(fā)展成為許多現(xiàn)代光譜學(xué)家的優(yōu)選光譜儀,人們正在意識(shí)到他們的小尺寸和與大量的采樣配件的兼容性所提供的先進(jìn)的實(shí)用性和靈活性。
光譜儀的基本功能是吸收光,將其分解為光譜成分,將信號(hào)數(shù)字化作為波長(zhǎng)的函數(shù),并將其讀出并通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示出來(lái)。這一過(guò)程的第一步是通過(guò)一條被稱為入口狹縫的窄孔徑直接穿過(guò)光纖電纜進(jìn)入光譜儀。當(dāng)光線進(jìn)入分光計(jì)時(shí),當(dāng)光線進(jìn)入光譜儀時(shí),狹縫會(huì)將光線暈染開來(lái)。在大多數(shù)光譜儀中,發(fā)散光隨后被凹面鏡準(zhǔn)直,并照射到光柵上,然后光柵以略微變化的角度分散光的光譜成分,這些光譜成分隨后被第二個(gè)凹面鏡聚焦,并成像到探測(cè)器上。作為替代方案,一個(gè)凹面全息光柵可同時(shí)執(zhí)行上述三種功能,這個(gè)替代方案有各種各樣的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),稍后會(huì)詳細(xì)討論。
一旦光成像到探測(cè)器上,光子就會(huì)被轉(zhuǎn)換成電子,電子轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并通過(guò)USB(或串行口)讀出到計(jì)算機(jī)上。然后,軟件會(huì)根據(jù)探測(cè)器的像素?cái)?shù)和衍射光柵的線性色散對(duì)信號(hào)進(jìn)行內(nèi)插,以創(chuàng)建校準(zhǔn),從而將數(shù)據(jù)繪制成指明確定光譜范圍內(nèi)的波長(zhǎng)函數(shù)圖。這些數(shù)據(jù)可以被用于無(wú)數(shù)的光譜應(yīng)用,其中一些將在稍后討論。
在下面的章節(jié)中,我們將解釋光譜儀的基本工作原理,以及所有組件如何協(xié)同工作以實(shí)現(xiàn)預(yù)期結(jié)果,這樣無(wú)論您的應(yīng)用是什么,您都會(huì)知道應(yīng)該注意什么。首先,我們將逐一討論每個(gè)組件,讓您充分了解它們?cè)诠庾V儀工作中的功能;然后,我們將討論這些組件可以進(jìn)行的各種搭配配置,以及各自具有不同功能的原因;最后,我們還將介紹能夠用于使您的應(yīng)用成功達(dá)成的一些附件。
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