發(fā)布時(shí)間: 2015-10-13 瀏覽次數(shù): 作者:邁昂科技
一個(gè)光譜儀最重要的特征是光譜(或光)的分辨率。 一個(gè)系統(tǒng)的頻譜分辨率決定的頻譜峰值,該分光計(jì)可以解析的最大數(shù)量。 例如,如果為200nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光譜儀具有等于1nm的光譜分辨率,該系統(tǒng)將能夠解決一個(gè)最大的200個(gè)獨(dú)立的波長(zhǎng)(峰)跨越頻譜。
在色散陣列分光計(jì),有那些確定光譜儀的光譜分辨率3主要因素:狹縫,衍射光柵,以及檢測(cè)器。 狹縫確定該光具座可以在檢測(cè)器平面形成的最小圖像尺寸。 衍射光柵確定光譜儀的總波長(zhǎng)范圍內(nèi)。 該檢測(cè)器確定離散點(diǎn),其中,光譜可以被數(shù)字化的最大數(shù)量和大小。
測(cè)量光譜分辨率
重要的是要理解,所觀察到的信號(hào) (S O)不是僅僅依賴于光譜儀的 (R)的光譜分辨率是重要的,但它也依賴于所述信號(hào)(S R)的線寬。 其結(jié)果是,觀察到的分辨率是兩個(gè)源的卷積。
公式5-1
當(dāng)信號(hào)線寬顯著大于光譜分辨率,效果可以忽略,可以假設(shè)所測(cè)量的分辨率是一樣的信號(hào)的分辨率。 相反,當(dāng)信號(hào)線寬比分光計(jì)分辨率顯著窄,所觀察到的光譜將僅由分光計(jì)分辨率的限制。
對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用是安全的假定中工作時(shí),這些限制情況之一,但是對(duì)于某些應(yīng)用,如高清晰度的拉曼光譜,此卷積不能忽視。 例如,如果一個(gè)分光計(jì)具有?3厘米光譜分辨率-1和使用激光具有線寬?4厘米-1,所觀察到的信號(hào)將有一個(gè)線寬?5厘米-1由于光譜分辨率是如此接近彼此(假定是高斯分布)。
出于這個(gè)原因,試圖測(cè)量光譜儀的光譜分辨率,當(dāng)它以保證所測(cè)量的信號(hào)是顯著窄,以確保測(cè)量是有限分辨率是重要的。 這通常是通過(guò)使用一個(gè)低壓發(fā)射燈,諸如汞蒸氣或Ar,因?yàn)檫@種源的線寬比色散陣列分光計(jì)的光譜分辨率通常更窄。 如果需要較窄的分辨率,單模激光器都可以使用。
計(jì)算光譜分辨率
當(dāng)計(jì)算的分光計(jì)的光譜分辨率(δλ)中,有四個(gè)值則需要知道:狹縫寬度 (W s)時(shí),光譜儀(Δλ),像素寬度 (W P)的光譜范圍內(nèi),并且在檢測(cè)器(n)個(gè)像素的數(shù)目。 同樣重要的是要記住,光譜分辨率被定義為半高寬。
計(jì)算的光譜分辨率,當(dāng)一個(gè)很常見(jiàn)的錯(cuò)誤就是忽略,為了確定一個(gè)峰的FWHM,至少三個(gè)像素是必需的這一事實(shí),因此光譜分辨率(假設(shè)將 W 小號(hào) = W p)為等于三倍的像素分辨率(Δλ/ n)中。 這種關(guān)系可以擴(kuò)展上以創(chuàng)建稱為分辨率因子 (RF),它是由狹縫寬度和像素寬度之間的關(guān)系確定的值。 正如所預(yù)期的, 當(dāng) W 小號(hào)≈WˉˉP上的分辨率因子為3,當(dāng)W 小號(hào) ≈2W P上的分辨率因子下降到2.5,并繼續(xù)下降,直至W S> 4W p如果在分辨率因子水平進(jìn)行至1.5。所有這些信息可概括由下面的等式。
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