成分復(fù)雜的光被光分解為光譜線的科學(xué)儀器，叫做光柵光譜儀。利用光譜儀抓取光信息，通過(guò)照相底片顯影，或者通過(guò)電腦化自動(dòng)顯示數(shù)值儀器顯示和分析，從而使得物品中含有何種元素被測(cè)知。光柵光譜儀在顏色測(cè)量、化學(xué)成份的濃度測(cè)量或輻射度學(xué)分析、膜厚測(cè)量、氣體成分分析等領(lǐng)域中得到非常廣泛地應(yīng)用。下面就讓小編帶你了解一下光柵光譜儀的光柵方程和選擇方法。

光柵方程

反射式衍射光柵是在襯底上將很多微細(xì)的刻槽周期地刻劃出來(lái)，一系列平行刻槽的間隔與波長(zhǎng)相當(dāng)，將一層高反射率金屬膜涂在光柵表面。光柵溝槽表面反射的輻射相互作用使得衍射和干涉產(chǎn)生。由于某波長(zhǎng)僅僅出現(xiàn)在一定的有限方向，在大多數(shù)方向消失，這些方向使衍射級(jí)次得以確定。光柵刻槽與輻射入射平面垂直，d為刻槽間距。m為衍射級(jí)次，β為衍射角，α為輻射與光柵法線。干涉的極大值在下述條件下得到：Mλ=d（sinα+sinβ）

定義φ為入射光線與衍射光線夾角的一半，即φ=(α-β)/2；θ為相對(duì)于零級(jí)光譜位置的光柵角，即θ=(α+β)/2,得到更方便的光柵方程：

mλ=2dcosφsinθ

由該光柵方程能夠看出：

對(duì)一給定方向β，能夠有幾個(gè)波長(zhǎng)與級(jí)次m相對(duì)應(yīng)λ使光柵方程得到滿(mǎn)足。例如200nm的三級(jí)輻射、300nm的二級(jí)輻射以及600nm的一級(jí)輻射的衍射角一致，此即是加消二級(jí)光譜濾光片輪的意義

固定含多波長(zhǎng)的輻射方向，將光柵旋轉(zhuǎn)，對(duì)α加以改變，那么就在α+β不變的方向使不同的波長(zhǎng)得到

衍射級(jí)次m既能夠正也能夠負(fù)。

在不同的β分布開(kāi)相同級(jí)次的多波長(zhǎng)。

選擇方法

選擇光柵主要需要對(duì)如下因素加以考慮：

1.閃耀波長(zhǎng)

光柵Z大衍射效率點(diǎn)即為閃耀波長(zhǎng)，所以選擇光柵時(shí)應(yīng)盡可能在實(shí)驗(yàn)需要波長(zhǎng)附近選擇閃耀波長(zhǎng)。

2.光柵刻線

光柵刻線多少與光譜分辨率有著直接的關(guān)系，刻線少光譜覆蓋范圍寬，刻線多光譜分辨率高，需要按照實(shí)驗(yàn)靈活選擇兩者。

3.光柵效率

衍射到給定級(jí)次的單色光與入射單色光的比值為光柵效率。越高的光柵效率，就會(huì)有越低的信號(hào)損失，為了將此效率提高，不僅要對(duì)光柵制作工藝加以提高，還需要對(duì)特殊鍍膜進(jìn)行采用，對(duì)反射效率加以提高。