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微型光纖光譜儀如何選擇光柵？
點擊次數：2261 時間：2023-03-22
1.概述
光柵是微型光纖光譜儀中的核心部件之一，它用于分散光線并形成譜線。微型光纖光譜儀通常采用電機驅動的光柵，通過調節電機來改變入射光線的角度，從而實現波長的分散。對于選擇光柵來說，需要考慮到光柵的分辨率、布拉格角、波長范圍、靈敏度、刻線等多個因素，以確保光譜儀具備高精度和高分辨率的性能。
2.分辨率
光(guang)柵(zha)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)辨(bian)率(lv)是指它可(ke)以(yi)分(fen)(fen)辨(bian)出的(de)(de)(de)最小(xiao)波長差(cha)異。分(fen)(fen)辨(bian)率(lv)越(yue)(yue)高(gao)，則兩個(ge)波長之間的(de)(de)(de)差(cha)異可(ke)以(yi)更精細地分(fen)(fen)辨(bian)出來，這對于實現(xian)高(gao)精度光(guang)譜(pu)測量(liang)(liang)至關重要。光(guang)柵(zha)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)辨(bian)率(lv)受到(dao)多(duo)個(ge)因素的(de)(de)(de)影響，比如(ru)刻線數目(mu)、光(guang)柵(zha)面積等。一般(ban)來說(shuo)，同樣(yang)面積的(de)(de)(de)光(guang)柵(zha)，刻線數目(mu)越(yue)(yue)多(duo)，它的(de)(de)(de)分(fen)(fen)辨(bian)率(lv)就越(yue)(yue)高(gao)。同時，光(guang)柵(zha)的(de)(de)(de)表面精度也會影響到(dao)其分(fen)(fen)辨(bian)率(lv)，如(ru)果(guo)表面平整(zheng)度不夠，會導致(zhi)光(guang)柵(zha)譜(pu)線失真，降(jiang)低光(guang)譜(pu)測量(liang)(liang)的(de)(de)(de)精度。
3.布拉格(ge)角
布拉格(ge)(ge)角(jiao)是與光(guang)柵的(de)(de)刻線密切相(xiang)關(guan)的(de)(de)量，它(ta)指的(de)(de)是在一定入(ru)射角(jiao)度下通過光(guang)柵反射出來的(de)(de)波長(chang)。一般來說(shuo)，布拉格(ge)(ge)角(jiao)越大，則(ze)波長(chang)范(fan)圍(wei)就(jiu)越大。這就(jiu)意味著，如果想要測量的(de)(de)波長(chang)范(fan)圍(wei)很廣，就(jiu)需要使用布拉格(ge)(ge)角(jiao)較(jiao)大的(de)(de)光(guang)柵。當然(ran)，布拉格(ge)(ge)角(jiao)也不是越大越好，因為布拉格(ge)(ge)角(jiao)的(de)(de)大小也會影響到(dao)分辨(bian)率(lv)和(he)效率(lv)等方面(mian)的(de)(de)性能(neng)。
4.波長范圍
波(bo)(bo)長(chang)范圍(wei)(wei)指(zhi)(zhi)的(de)(de)是(shi)光柵可以(yi)處理的(de)(de)波(bo)(bo)長(chang)范圍(wei)(wei)，一般(ban)來說，多數光柵都有自(zi)己(ji)的(de)(de)波(bo)(bo)長(chang)范圍(wei)(wei)，這個范圍(wei)(wei)是(shi)指(zhi)(zhi)光柵的(de)(de)效率高于某個特(te)定的(de)(de)水平。在選擇(ze)光柵時，需(xu)要(yao)確保其(qi)波(bo)(bo)長(chang)范圍(wei)(wei)可以(yi)滿(man)足實(shi)際(ji)需(xu)求。比如，如果需(xu)要(yao)測(ce)量較長(chang)波(bo)(bo)長(chang)的(de)(de)光線，就需(xu)要(yao)選擇(ze)適當(dang)波(bo)(bo)長(chang)范圍(wei)(wei)的(de)(de)光柵。
5.靈敏(min)度(du)
光(guang)(guang)(guang)(guang)柵的(de)(de)(de)靈(ling)敏度(du)是(shi)指它的(de)(de)(de)反(fan)射(she)(she)率(lv)和(he)透(tou)射(she)(she)率(lv)。如果一塊光(guang)(guang)(guang)(guang)柵的(de)(de)(de)透(tou)射(she)(she)率(lv)比較(jiao)大，那么(me)它就可以把更(geng)多的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)線(xian)(xian)透(tou)過(guo)去，但(dan)是(shi)它的(de)(de)(de)反(fan)射(she)(she)率(lv)就會相對較(jiao)低(di)。反(fan)之(zhi)亦然。一般來說，透(tou)射(she)(she)率(lv)高(gao)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)柵可以處(chu)理較(jiao)弱的(de)(de)(de)信號，因為它們可以確(que)(que)保足夠(gou)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)線(xian)(xian)透(tou)過(guo)去。但(dan)是(shi)在測量強信號時(shi)，高(gao)反(fan)射(she)(she)率(lv)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)柵反(fan)而(er)更(geng)能夠(gou)反(fan)射(she)(she)掉多余的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)線(xian)(xian)，確(que)(que)保測量結果的(de)(de)(de)準確(que)(que)性(xing)。
6.刻線
刻線(xian)(xian)(xian)是光柵(zha)(zha)(zha)中(zhong)最(zui)關鍵的(de)(de)特征之一(yi)，它決定(ding)了光柵(zha)(zha)(zha)能(neng)否分散光線(xian)(xian)(xian)并(bing)形(xing)成譜線(xian)(xian)(xian)。刻線(xian)(xian)(xian)密度不同的(de)(de)光柵(zha)(zha)(zha)，會(hui)在反(fan)射波長處產生不同的(de)(de)非均勻性(xing)，這可(ke)能(neng)會(hui)影(ying)響(xiang)到(dao)測量(liang)結果的(de)(de)準確性(xing)。一(yi)般來說(shuo)，刻線(xian)(xian)(xian)數目越(yue)多，分辨(bian)率就(jiu)越(yue)高，但同時光柵(zha)(zha)(zha)的(de)(de)制造成本也(ye)會(hui)相應增加。因(yin)此，在選(xuan)擇光柵(zha)(zha)(zha)時，需(xu)要權衡其分辨(bian)率和(he)(he)成本，并(bing)選(xuan)擇適(shi)合自(zi)己(ji)需(xu)求和(he)(he)預算的(de)(de)光柵(zha)(zha)(zha)。
7.總結
在選(xuan)擇(ze)光柵時，需(xu)(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)多個(ge)因(yin)素(su)，包括分(fen)辨(bian)率、布(bu)拉格角、波(bo)長范圍、靈敏度(du)、刻線等因(yin)素(su)。對(dui)于不同(tong)的應用場景，可(ke)能需(xu)(xu)要(yao)偏(pian)重不同(tong)的性能指標(biao)，因(yin)此需(xu)(xu)要(yao)根據具體(ti)需(xu)(xu)求來(lai)選(xuan)擇(ze)適合(he)的光柵。同(tong)時，在選(xuan)擇(ze)光柵時，還需(xu)(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)到價格、制造(zao)難度(du)、光譜儀(yi)的設計等多個(ge)方(fang)面，以確保(bao)可(ke)以得到優的光譜測量(liang)結果。
