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凹面光柵是直讀光譜儀的重要部件
發布時間：2021-01-13 11:05:20 點擊：5762
凹面光柵既是色散元件，又是成像系統，構成的光學系統更簡單，在光譜儀中應用也更為廣泛。分辨率是光譜儀最重要的指標之一，因此在裝調前需要對凹面光柵進行檢測。
凹面光柵的使用條件不同于平面光柵，其入射波和衍射波均為球面波，入射角度、入臂和出臂的長度， 即光柵、入縫和探測器三者的位置，是經過消像差設計得出的，不可隨意放置。
這給凹面光柵的檢測帶來困難，要根據不同凹面光柵的使用 參數來構建檢測系統。雖然現有的光學系統設計軟件采用光線追跡法，根據點列圖或對比傳遞函數MTF來評估系統的分辨率，但是由于制造安裝的誤差，實際分辨率要低于理論值。目前，文獻中有關于凹面光柵衍射效率的理論計算研究的，也有較多文獻關注對影響凹面光柵分辨率的因素進行理論分析的，而對于分辨率檢測方法的理論與實驗進行綜合分析研究，得出真正凹面光柵分辨率而非帶入系統影響因素的研究還沒有具體文獻。
若僅從縫光源寬度、光柵寬度及入縫寬度與分辨率的關系做定性研究，分析光柵實際分辨率恒小于理想分辨率的結論，并沒有深入具體考慮整個分辨率檢測系統各個因素對分辨率的綜合影響，具有局限性。
創想儀器直讀光譜儀
影響凹面光柵分辨率檢測的因素
要檢測一塊凹面光柵的分辨率，必須構建符合此光柵使用條件的檢測系統，而檢測系統的光源、狹縫和探測器以及其放置位置的精度不可避免地影響光柵檢測結果。因此為了得到真正的凹面光柵分辯率必須對這些影響因素加以科學的分析，并在檢測數據里，合理地加以去除。
檢測系統的光源
凹面光柵的分辨率是指以點或線單色光源入射時，在像面上按照瑞利準則可分辨的最小光譜范圍。在實際檢測中沒有這種光源，總是帶有一定的尺寸大小和光譜帶寬，因此應考慮它們對分辨率的影響。檢測系統的光源采用標準汞燈，檢測波段為200～1000 nm。
光譜帶寬，狹縫聚焦光點
汞燈出光用光纖耦合，用聚光透鏡將光斑聚焦在狹縫中心上，以近似點光源發散球面波入射到凹面光柵表面。必須注意的是入射光經光柵衍射的特征譜線事實上有一定的帶寬；狹縫上的聚焦光點也有一定的尺寸大小；經過狹縫的入射球面波必須充滿整個光柵表面，才能正確檢測出光柵的光譜分辨本領。
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