第6章辐射测量的基本仪器.ppt

6.3.1 棱镜单色仪—— 入射狭缝和出射狭缝的宽度对光谱分辨率和出射辐射通量影响 图6-13 入射缝宽对像平面上光谱辐照度分布的影响 设某光源有两条相邻的谱线，在一定入射缝宽时, 它们在出射缝平面上的辐照度分布如图6-13(a)。 当入射缝宽增加时, 两谱线在出射缝平面上像宽度也增加, 入射缝宽增加到一定程度时, 两光谱线的像互相重叠而不能区分(图6-13 (b))。 6.3.1 棱镜单色仪—— 入射狭缝和出射狭缝的宽度对光谱分辨率和出射辐射通量影响 图6-13 入射缝宽对像平面上光谱辐照度分布的影响 如果把入射缝宽逐渐减小，两谱线在出射缝平面上的像宽度也减少，但由于最小像宽由两个物镜的衍射限及缝的衍射限所决定(图6-13(c))， 若进一步减少入射缝宽, 只能使像的辐照度降低, 而不能使像宽减小(图6-13(d))。 所以要获得最大分辨率，使谱线有满意的辐照度，入射缝宽应使谱线如图6-13(c)。 6.3.1 棱镜单色仪—— 入射狭缝和出射狭缝的宽度对光谱分辨率和出射辐射通量影响 出射光谱辐照度随入射、出射狭缝宽的变化 当a?=a(图(a))时，波长?0、入射狭缝宽像为a的光谱能量能全部透过出射狭缝，而波长?0+d?0(设在d?0内色散值不变)的光谱能量完全不能由出射狭缝射出，出射狭缝的光谱能量相对透射值为三角形(即单色仪出射光谱能量是入射狭缝像光谱能量与出射狭缝的卷积)。 同理，当a?a时(图(b))，出射光谱能量的谱段变窄，同时辐照度减弱；而当a?a时(图(c))，谱段变宽，辐照度增大。 一般认为，单色仪出射的平均光谱宽度 是相对透射值为最大值一半时所对应的光谱宽度。故当a??a时，平均光谱宽度 不变；而只有a?a时， 才加宽。 6.3.1 棱镜单色仪 在单色仪中，理想情况下要获得最大的光谱分辨率和较大的辐照度，应使入射狭缝宽的像等于出射狭缝宽。此外，一般单色仪中，两个准直物镜的焦距f 相同，因此，入射狭缝宽与其像尺寸相同，即a就是入射狭缝的宽度。 一学就会！ 6.3.1 棱镜单色仪 由光源射入单色仪的光谱辐射通量 s1是第一物镜的通光面积； ?是由第一物镜所对入射缝面积的立体角，等于入射缝高h和入射缝宽a的乘积除以f1的平方; ?i为入射波长。 由此得单色仪的出射辐射通量 对于线光谱，出射光谱辐射通量与缝宽无关(缝要大于该谱线像的宽度)，则 设出射狭缝宽a?允许入射狭缝处缝宽为d?i的光通过，则 第6章 辐射测量的基本仪器 6.1 光度导轨 6.2 积分球 6.3 单色仪 6.3.1 棱镜单色仪 6.3.2 光栅单色仪 6.3.3 使用单色仪的 几个问题 6.4 分光光度计和光谱 辐射计 6.5 傅立叶变换光谱辐 射计 光学平台 面包板 (优质铝合金、铁磁不锈钢表面，蜂窝状支撑内芯的结构 ) 固定支撑隔振平台 自动平衡型充气平台 (3个真空管水平调节阀自动平衡 ) 自动平衡精密隔振光学平台 (采用二层气囊隔离，自动充气 ) 高性能隔振平台 光辐射测量中，在光度导轨上用标准光源来标定待测光源、探测器和光辐射测量系统，是最常用而且精确、可靠的装置之一。光度导轨和一般导轨的主要区别在于： 6.1 光度导轨 有精确的轴向距离刻度和标尺 光度导轨的主要功能： 6.1光度导轨 保持轴向对准 精确确定轴向距离 获得近似朗伯源 使两个或多个部件之间轴向的相对位置对准，并在其相对移动时保持对准关系。 精确地确定测量部件之间的轴向距离，以便用辐照度平方反比定律连续、精确地改变某一平面处的辐照度(照度)。 用光源加上相距一定距离的透射?漫射屏，可得到透射、漫射特性近似朗伯的均匀辐亮度源。改变光源至屏的距离，光源的辐亮度值可连续、精确地变化。 光度导轨的特点是其它方法(如加中性密度滤光片改变光阑孔径等)不能或不能精确实现的。由于在光度导轨上调节的参数是距离，不会改变光源的光谱分布(不考虑中间大气的影响)，而一般加入光阑等很难同时做到精确又连续可调。 光学平台 支杆式高度调节器 螺旋高度调节器 透镜架 光学平台 万向关节台 旋转台 (单自由度与三自由度) 平移台 摆角器 导轨上装有数个带距离精细刻度的滑动架或滑动车，以便和导轨上的距离刻尺对准，提高距离读数的精度。为了增加垂直测量平面上辐照度等的变化范围，减少距离误差对测量的影响，光度导轨应尽可能长。 6.1光度导轨 例如，有效工作长度为3m的光度导轨，若其最近工作距离为0.3m，则辐照度可连续变化 100倍； 6m有效工作长度的光度导轨则可使辐照度等连续变化 40