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光學文章
光譜儀的最重要的特征是光譜(或光)的分辨率

發(fā)布時間: 2015-10-13   瀏覽次數(shù):   作者:邁昂科技

      一個光譜儀最重要的特征是光譜(或光)的分辨率。 一個系統(tǒng)的頻譜分辨率決定的頻譜峰值,該分光計可以解析的最大數(shù)量。 例如,如果為200nm的波長范圍內(nèi)的光譜儀具有等于1nm的光譜分辨率,該系統(tǒng)將能夠解決一個最大的200個獨立的波長(峰)跨越頻譜。


      在色散陣列分光計,有那些確定光譜儀的光譜分辨率3主要因素:狹縫,衍射光柵,以及檢測器。 狹縫確定該光具座可以在檢測器平面形成的最小圖像尺寸。 衍射光柵確定光譜儀的總波長范圍內(nèi)。 該檢測器確定離散點,其中,光譜可以被數(shù)字化的最大數(shù)量和大小。



測量光譜分辨率
       重要的是要理解,所觀察到的信號 (S O)不是僅僅依賴于光譜儀的 (R)的光譜分辨率是重要的,但它也依賴于所述信號(S R)的線寬。 其結(jié)果是,觀察到的分辨率是兩個源的卷積。



公式5-1


     當信號線寬顯著大于光譜分辨率,效果可以忽略,可以假設所測量的分辨率是一樣的信號的分辨率。 相反,當信號線寬比分光計分辨率顯著窄,所觀察到的光譜將僅由分光計分辨率的限制。


      對于大多數(shù)應用是安全的假定中工作時,這些限制情況之一,但是對于某些應用,如高清晰度的拉曼光譜,此卷積不能忽視。 例如,如果一個分光計具有?3厘米光譜分辨率-1和使用激光具有線寬?4厘米-1,所觀察到的信號將有一個線寬?5厘米-1由于光譜分辨率是如此接近彼此(假定是高斯分布)。


      出于這個原因,試圖測量光譜儀的光譜分辨率,當它以保證所測量的信號是顯著窄,以確保測量是有限分辨率是重要的。 這通常是通過使用一個低壓發(fā)射燈,諸如汞蒸氣或Ar,因為這種源的線寬比色散陣列分光計的光譜分辨率通常更窄。 如果需要較窄的分辨率,單模激光器都可以使用。


計算光譜分辨率
       當計算的分光計的光譜分辨率(δλ)中,有四個值則需要知道:狹縫寬度 (W s)時,光譜儀(Δλ),像素寬度 (W P)的光譜范圍內(nèi),并且在檢測器(n)個像素的數(shù)目。 同樣重要的是要記住,光譜分辨率被定義為半高寬。 


    計算的光譜分辨率,當一個很常見的錯誤就是忽略,為了確定一個峰的FWHM,至少三個像素是必需的這一事實,因此光譜分辨率(假設將 W 小號 = W p)為等于三倍的像素分辨率(Δλ/ n)中。 這種關(guān)系可以擴展上以創(chuàng)建稱為分辨率因子 (RF),它是由狹縫寬度和像素寬度之間的關(guān)系確定的值。 正如所預期的, 當 W 小號≈WˉˉP上的分辨率因子為3,當W 小號 ≈2W P上的分辨率因子下降到2.5,并繼續(xù)下降,直至W S> 4W p如果在分辨率因子水平進行至1.5。所有這些信息可概括由下面的等式。



 
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