SICK光栅应用原理的资料分为几部分

更新时间：2017-12-08

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    SICK光栅应用原理的资料分为几部分
    SICK光栅是一块刻有大量平行等宽、等距狭缝(刻线)的平面玻璃或金属片。光栅的狭缝数量很大，一般每毫米几十至几千条。单色平行光通过光栅每个缝的衍射和各缝间的干涉，形成暗条纹很宽、明条纹很细的图样，这些锐细而明亮的条纹称作谱线。谱线的位置随波长而异，当复色光通过光栅后，不同波长的谱线在不同的位置出现而形成光谱。光通过光栅形成光谱是单缝衍射和多缝干涉的共同结果。
    SICK光栅在屏幕上产生的光谱线的位置，可用式   表示。式中a代表狭缝宽度，b代表狭缝间距，φ为衍射角，θ为光的入射方向与光栅平面法线之间的夹角，k为明条纹光谱数(k=0，±1，±2……)，λ为波长，a+b称作光栅常数。用此式可以计算光波波长。光栅产生的条纹的特点是：明条纹很亮很窄，相邻明纹间的暗区很宽，衍射图样十分清晰。因而利用光栅衍射可以地测定波长。衍射光栅的分辨本R=l/Dl=kN。其中N为狭缝数，狭缝数越多明条纹越亮、越细，SICK光栅分辨本就越高。增大缝数N提高分辨本是光栅技术中的重要课题。
    SICK光栅是用精密的刻划机在玻璃或金属片上刻划而成的。光栅是光栅摄谱仪的核心组成部分，其种类很多。按所用光是透射还是反射分为透射光栅、反射光栅。反射光栅使用较为广泛；按其形状又分为平面光栅和凹面光栅。此外还有全息光栅、正交光栅、相光栅、闪耀光栅、阶梯光栅等。
    由SICK光栅方程   可知，对于相同的光谱数m，以同样的入射角α投射到光栅上的不同波长λ1、λ2、λ3.....组成的混合光，每种波长产生的干涉*都位于不同的角度位置；即不同波长的衍射光以不同的衍射角β出射。这就说明，对于给定的光栅，不同波长的同一主大或次大（构成同一光栅光谱中的不同波长谱线）都不重合，而是按波长的次序顺序排列，形成一系列分立的谱线。这样，混合在一起入射的各种不同波长的复合光，经光栅衍射后彼此被分开。这就是衍射光栅的分光原理。
    由SICK光栅方程d（sinα±sinβ）=mλ可知，在衍射角不太大的情况下（如在一光谱内，靠近光谱法线区域时），不同波长光谱线的位置基本上与其波长值成比例。因此，光栅光谱中的各个波长谱线排列比较均匀，并随着波长值线性增加或减少，相应的光栅光谱线的位置（如离光栅法线的距离）也线性变化。
    在棱镜光谱中，由于不同波长的光线受到不同程度的折射而被色散。而棱镜材料对不同波长的折射率变化是不与波长成线性的。棱镜材料在短波方向的折射率的变化要比长波区的变化大得多。因此，棱镜光谱中的谱线排列情况是不均匀的。在短波区，因dn/dλ大，谱线排列非常稀疏，而在长波区，则因dn/dλ小，谱线排列非常稠密。所以，同样大小的波长差值，相应的谱线之间的距离，短波处要大于长波处。因此，我们说棱镜在紫外区的色散要比可见、近红外区的色散大。所以，有些紫外可见分光光度计（特别是紫外可见分光光度计）都用石英棱镜作前置单色器，就是这个道理。
    SICK光栅光谱的排列比较均匀，不同波长区中同样波长差的两根谱线之间的距离变化不太大。光栅光谱的匀排性不但使光谱更加整齐、匀称，而且对定性分析时初步判断、估计谱线的波长值等比较方便。
    此外，在谱线的波长分布顺序方面，光栅与棱镜也是不同的；在光栅光谱中，波长越长的光线衍射角数值越大，谱线越偏离光栅法线。在棱镜光谱中，波长越长的光线，偏向角越小，相应的谱线分布越接近入射角方向的位置。

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