衍射光栅是一种把入射的多色光分解成它所包含的单色光的光学元件。光栅是由一系列等宽等间距的平行凹槽构成的,而这些凹槽是在镀反射膜的基底材料上刻划制成的。
按照 凹槽形成方式的不同可以把光栅分成两种:全息光栅和刻划光栅。刻划光栅是 用刻划机上的钻石刻刀在涂薄金属反射表面上机械刻划而成 ;而全息光栅则是由激光束干涉图样和光刻过程形成的。 Avaspec 光谱仪中的光栅既有全息光栅,也有刻划光栅。
光纤光谱仪中的光栅要由用户指定,并永久安装在光谱仪中。接下来用户就要说明所需要的波长范围。有时光栅的标称可用光谱范围大于照射到探测器上的光谱范围,这时为了覆盖更宽的光谱范围,可选择双通道或三通道光谱仪。这些主通道和从通道可以选择不同的光栅。类似的,双通道或三通道光谱仪也可以使用户在更宽的光谱范围内实现更高的分辨率。
在光谱仪介绍部分,对于每种光谱仪型号都有一个光栅选择表。表 2 介绍了如何理解这些光栅选择表。光谱仪的光谱范围取决于光栅的起始波长和光栅线对数。波长越长则色散效应越大,光栅所覆盖的波长范围就越小。
图 2 给出了这些光栅的效率曲线。而整台光谱仪的效率则由光纤的传输效率、光栅和反射镜的效率、探测器及其膜层灵敏度的效率共同决定。 图 3 给出了 AvaSpec-2048 光谱仪的光栅色散曲线 。
应用范围 可用波长范围(nm) 每块光栅覆盖的光谱范围(nm) 光栅线对数(线/mm) 闪耀波长(nm) 光栅型号
UV/VIS/NIR
200-1100
900
300
300
UA
UV/VIS
200-850
520
600
250
UB
UV
200-750
250-220*
1200
250
UC
UV
200-650
165-145*
1800
250
UD
UV
200-580
115-70*
2400
250
UE
UV
220-400
75-50*
3600
250
UF
UV/VIS
250-850
520
600
370
BB
VIS/NIR
300-1100
800
300
500
VA
VIS
360-1000
500
600
500
VB
VIS
300-800
250-200*
1200
500
VC
VIS
350-750
145-100*
1800
500
VD
NIR
500-1050
500
600
750
NB
NIR
500-1050
220-150*
1200
630
NC
NIR
600-1100
500
300
1000
IA
NIR
600-1100
500
600
1000
IB
*注:取决于光栅的起始波长;波长越长,光栅色散越大,实际光谱范围越小
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