《7光學(xué)多道分析器》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。

1、光學(xué)多道分析器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解多道分析的基本原理和多道分析器的基木結(jié)構(gòu)及使用方法;2、掌握用已知光源的標(biāo)準(zhǔn)光譜線定標(biāo)來(lái)測(cè)最未知光源譜線的方法;3、研究發(fā)光二極管的發(fā)光特性。二、基本原理光譜是研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的重要手段，它廣泛地應(yīng)用于化學(xué)分析、醫(yī)藥、牛.物、地質(zhì)、冶金、考古等部門。常用的光譜有吸收光譜、發(fā)射光譜和散射光譜，設(shè)計(jì)的波段從Ml:反射鏡、M2:準(zhǔn)光鏡、M3:物鏡、M4:轉(zhuǎn)鏡、G:平面衍射光柵、S1:入射狹縫、S2:CCD接收位置、S3:觀察窗（或出射狹縫）X射線、紫外線、可見(jiàn)光、紅外光到微波和射頻波段。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)量?jī)悍N發(fā)光體在可見(jiàn)光波段的發(fā)射光譜使人家了解光譜測(cè)

2、最的基木方法以及不同發(fā)光光源的譜特征。WGD-6型光學(xué)多道分析器，由光柵單色儀，CCD接收單元，掃描系統(tǒng)，電子放大器，A/D采集單元，計(jì)算機(jī)組成。該設(shè)備集光學(xué)、精密機(jī)械、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體。光學(xué)系統(tǒng)采用C—T型，如圖1,入射狹縫、出射狹縫均為直狹縫，寬度范圍0—2nun連續(xù)可調(diào)，光源發(fā)出的光束進(jìn)入入射狹縫SI、S1位于反射式準(zhǔn)光鏡（球面反射鏡）M2的焦面上，通過(guò)S1射入的光束經(jīng)M2反射成平行光束投向平面光柵G上，衍射后的平行光束經(jīng)物鏡M3（球面反射鏡）和平而反射鏡M4成像在S2上，或轉(zhuǎn)動(dòng)M4使光從S3出射以便觀察。在S2!P.射窗口形成的「?入2的光譜帶成像于CCD接收

3、單元（電荷耦合器件）。它是一種以電荷疑表示光強(qiáng)人小、用耦合方式傳輸電荷量的器件，木實(shí)驗(yàn)所用CCD接收單元一共2048個(gè)（也叫2048道），擺成一維線陣（二維面陣CCD已人量用于攝像機(jī)和數(shù)字照相機(jī)）放在光譜而上，一次曝光就可獲取整個(gè)光譜，一次測(cè)量的光譜范圍為159nm,亦即兩個(gè)像元Z間對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)差為0.077nmo因此，要進(jìn)行“道”到波長(zhǎng)的轉(zhuǎn)換，這也涉及到用標(biāo)準(zhǔn)光源（如汞燈）譜線進(jìn)行波長(zhǎng)的定標(biāo)問(wèn)題。通常，一般平面透射光柵的衍射條紋中0級(jí)明紋山入射光光強(qiáng)的80%左右，而R各種波長(zhǎng)的0級(jí)明紋重迭，具它條紋的強(qiáng)度很小，這是因?yàn)楣鈻叛苌錀l紋的形成是縫間干涉被單縫衍射所調(diào)制的結(jié)果，這不利

4、于色散的精確測(cè)量，實(shí)際屮是使川各波長(zhǎng)明紋彼此分開(kāi)的同一級(jí)光譜，如笫一?級(jí)光譜。因此，上圖中放在有精密數(shù)字步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤平臺(tái)上的光柵點(diǎn)是閃燿光柵。閃耀光柵是一種反射光柵，其原理如圖2所示。以磨光了的金屬板或鍍上金屬膜的玻璃板為坯了，用劈形鉆石刀頭在上面刻劃出一系列鋼齒狀槽面。槽面與光柵平面Z間的夾角，或者說(shuō)它們的法線n和NZ間的夾角Ob,叫做閃耀角。閃耀角的人小可由刻制時(shí)刀口的形狀來(lái)控制。這種平面反射式光柵的單槽衍射0級(jí)是怎樣與槽間T?涉0級(jí)錯(cuò)開(kāi)的呢？假設(shè)平行光束沿槽面法線n方向入射，單槽衍射的0級(jí)是兒何光學(xué)的反射方向，即沿原方向返回。對(duì)于槽間干涉來(lái)說(shuō)，相鄰槽ifiiZ間在

5、這方向冇光程差尸2dsi門鞋。滿足下式的入訃叫做1級(jí)閃耀波長(zhǎng)：2dsin叭=A.lb光柵的單槽衍射0級(jí)亮紋正好落在入汁光波的1級(jí)譜線上。又因閃耀光柵中的滬d,入u,光譜中的其它級(jí)（包括0級(jí)）都幾乎落在單槽衍射的暗線位置而形成缺級(jí)。這樣一來(lái)，80%?90%的光能集中到入小光的1級(jí)譜線上，使其強(qiáng)度人人増加。顯然，入小光的閃耀方向不可能嚴(yán)格地又是其它波長(zhǎng)的閃耀方向，不過(guò)由于單槽衍射的0級(jí)主峰有一定寬度，它nJ容納入*附近一定波段內(nèi)其它波長(zhǎng)的1級(jí)譜線，使它們也有較大的強(qiáng)度，同時(shí)這些波長(zhǎng)的其它級(jí)譜線也都很弱。此外，用同樣的方法我們可以把光強(qiáng)集中到2級(jí)閃耀波長(zhǎng)入2b附近的2級(jí)光譜中去。入

6、2b滿足2dsineb=2入2b總之，我們通過(guò)閃耀角氛的設(shè)計(jì)，是光柵適用于某一特定波段的某級(jí)光譜上。M2、M3焦距302.5mm光柵G每毫米刻線600條閃耀波長(zhǎng)550nm二塊濾光片工作區(qū)間白片320-500nm（只讓此波長(zhǎng)段的光通過(guò)）黃片500-900nm（只讓此波長(zhǎng)段的光通過(guò)）濾光片的作用主要是減少雜散光的干擾。三.安裝3.1安裝場(chǎng)地該儀器是實(shí)驗(yàn)用儀器。為了提高儀器的工作質(zhì)量和延長(zhǎng)儀器的使用壽命，在選擇儀器安裝場(chǎng)地時(shí)應(yīng)注意以下兒點(diǎn)：1.環(huán)境溫度20±5°C2.凈化濕度〈65%3.無(wú)強(qiáng)振動(dòng)源、無(wú)強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾。4.室內(nèi)保持清潔、無(wú)腐蝕性氣體。5.儀器應(yīng)放置在堅(jiān)固的平臺(tái)上。6.儀

7、器放置處不可長(zhǎng)時(shí)間受陽(yáng)光照射。7.室內(nèi)應(yīng)具備穩(wěn)壓電源裝置對(duì)儀器供電，裝冇地線，保證儀器接地良好。3.2安裝方法WGD-6型光學(xué)多道分析器，系精密儀器。因此儀器安裝的場(chǎng)合M滿足安裝環(huán)境的要圖3聯(lián)線示意圖求。工作臺(tái)必須平穩(wěn)。系統(tǒng)聯(lián)線示意圖如圖3:3.2.1準(zhǔn)備1.接通電源前，認(rèn)真檢查接線是否正確。2.轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)檢查轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的位置，確認(rèn)是否是工作位置，若CCD接收，請(qǐng)將扳手放在“CCD”檔；若觀察譜線，可將扳手放在“觀察”檔。3.入射狹縫S1的調(diào)正狹縫為總狹縫，寬度范圍0?2mm連續(xù)可調(diào)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為狹縫寬度加