光柵光譜儀工作原理的相關(guān)分析

光柵光譜儀是指利用折射或衍射產(chǎn)生色散的一類(lèi)光譜測量?jì)x器。光柵光譜儀是光譜測量中zui常用的儀器。它由入射狹縫S1、準直球面反射鏡M1、光柵G、聚焦球面反射鏡M2以及輸出狹縫S2構成。是一種多應用于野外觀(guān)測用的可以將成分復雜的光分解為光譜線(xiàn)的科學(xué)設備。例如日常我們看到的陽(yáng)光中的光線(xiàn)成分，經(jīng)過(guò)光柵光譜儀的分析，按波長(cháng)排列，可見(jiàn)光只占光譜中很小的范疇，其余都是肉眼無(wú)法分辨的光譜，如紅外線(xiàn)、微波、紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)等等。

   衍射光柵是光柵光譜儀的核心色散器件。它是在一塊平整的玻璃或金屬材料表面（可以是平面或凹面）刻畫(huà)出一系列平行、等距的刻線(xiàn)，然后在整個(gè)表面鍍上高反射的金屬膜或介質(zhì)膜，就構成一塊反射試驗射光柵。相鄰刻線(xiàn)的間距d稱(chēng)為光柵常數，通?？叹€(xiàn)密度為每毫米數百至數十萬(wàn)條，刻線(xiàn)方向與光譜儀狹縫平行。

  入射光經(jīng)光柵衍射后，相鄰刻線(xiàn)產(chǎn)生的光程差。光柵方程將某波長(cháng)的衍射角和入射角通過(guò)光柵常數d起來(lái)， 為入射光波長(cháng)，m為衍射級次，取 等整數。式中的“ ”號選取規則為：入射角和衍射角在光柵法線(xiàn)的同側時(shí)取正號，在法線(xiàn)兩側時(shí)取負號。如果入射光為正入射 ，光柵方程變?yōu)?。衍射角度隨波長(cháng)的變化關(guān)系，稱(chēng)為光柵的角色散特性，當入射角給定時(shí)，可以由光柵方程導出，復色入射光進(jìn)入狹縫S1后，經(jīng)M2變成復色平行光照射到光柵G上，經(jīng)光柵色散后，形成不同波長(cháng)的平行光束并以不同的衍射角度出射，M2將照射到它上面的某一波長(cháng)的光聚焦在出射狹縫S2上，再由S2后面的電光探測器記錄該波長(cháng)的光強度。

  光柵G安裝在一個(gè)轉臺上，當光柵旋轉時(shí)，就將不同波長(cháng)的光信號依次聚焦到出射狹縫上，光柵光譜儀光電探測器記錄不同光柵旋轉角度（不同的角度代表不同的波長(cháng)）時(shí)的輸出光信號強度，光柵光譜儀即記錄了光譜。