光栅的分光本领及闪耀光栅解析课件

一、色散本领对于一定波长差的两谱线，在位置上分开的能力（角间隔或在屏上的距离l有多大）角色散本领线色散本领f—（光栅、F-P）后的透镜焦距多用反射？第1页/共16页一、色散本领对于一定波长差的两谱线，在位置上分开的能力（1但位置拉开并不等于可以分辨光谱仪对波长附近的谱线能够分辨的最小波长差为，波长与之比，定义为：色分辨本领二、色分辨本领色散本领只是反映光谱仪将两相近谱线的中心分离程度能否分辨此两谱线还取决于每一谱线本身的宽度第2页/共16页但位置拉开并不等于可以分辨光谱仪对波长附近的谱线能够分辨的2刚可分辨不可分辨瑞利判据两亮纹中心的距离恰等于每一亮纹的半值宽度刚可以分辨第3页/共16页刚可分辨不可分辨瑞利判据两亮纹中心的距离恰等于每一亮纹的半值3光栅（衍射）光谱仪1、光栅的分光原理k一定时,,不同颜色的主极大位置不同,形成光谱。光栅方程正入射0级没有色散各种波长的同级谱线（主极强）集合起来构成光源的一套光谱表示第k级谱线的角位置第4页/共16页光栅（衍射）光谱仪1、光栅的分光原理k一定时,4光栅光谱有许多级,每一级是一套光谱第5页/共16页光栅光谱有许多级,每一级是一套光谱第5页/共16页52.光栅的色散本领第6页/共16页2.光栅的色散本领第6页/共16页6光栅的角色散本领d，k，f与光栅中衍射单元的总数N无关光栅的线色散本领第7页/共16页光栅的角色散本领d，k，f与光栅中衍射单元的总数N无关73.光栅的色分辨本领的k级主极大+的k级主极大能够分辨两谱线的最小角间隔即为某级谱线（主极大）半角宽度k

瑞利判据第8页/共16页3.光栅的色分辨本领的k级主极大+的k级主极大能够8

光栅的色散本领光栅的色分辨本领瑞利判据光栅的色分辨本领正比于衍射单元总数N和光谱的级数k，与光栅常数d无关第9页/共16页光栅的色散本领光栅的色分辨本领瑞利判据光栅的色分辨本领正比9普通光栅衍射（透射光栅）光谱仪缺点：闪耀光栅单缝衍射因子的零级主极强(调制强度）很大一部分能量集中在无色散0级主极强缝间干涉因子的零级主极强重合（方向完全一致）第10页/共16页普通光栅衍射（透射光栅）光谱仪缺点：闪耀光栅单缝衍射因子的零10将大部分光能（单缝衍射的零级（几何像））集中到所需光谱级（缝间干涉的非零级）上闪耀光栅bNndabNnda各槽面的反射率是相同的,相位光栅两种工作方式（光入射方式）：2、沿光栅平面法线N1、沿槽面法线n

第11页/共16页将大部分光能（单缝衍射的零级（几何像））集中到所需光谱级（缝11bNnda光栅方程单槽面衍射的0级是几何光学的反射方向,沿2b方向反射满足相邻槽面间的光程差第12页/共16页bNnda光栅方程单槽面衍射的0级是几何光学的反射方向,沿12kb光谱的其它级都几乎落在单槽衍射的暗线位置形成缺级ad80-90%的光能kb光的k级谱线上可通过闪耀角的设计b，使光栅适用于某一波长段的某级光谱上其他各干涉级缺级？第13页/共16页kb光谱的其它级都几乎落在单槽衍射的暗线位置形成缺级ad13bNnda沿槽面法线n相邻槽面间的光程差单槽面衍射的0级是几何光学的反射方向,沿原方向返回槽面间干涉决定色散主极强：满足光栅单槽面衍射0级主极强正好落在kb光波的K级谱线上第14页/共16页bNnda沿槽面法线n相邻槽面间的光程差单槽面衍射的0级是14作业：3-27，3-28，3-30，3-31，3-32第15页/共16页作业：3-27，3-28，3-30，3-31，3-32第1515感谢您的观赏！第16页/共16页感谢您的观赏！第16页/共16页16一、色散本领对于一定波长差的两谱线，在位置上分开的能力（角间隔或在屏上的距离l有多大）角色散本领线色散本领f—（光栅、F-P）后的透镜焦距多用反射？第1页/共16页一、色散本领对于一定波长差的两谱线，在位置上分开的能力（17但位置拉开并不等于可以分辨光谱仪对波长附近的谱线能够分辨的最小波长差为，波长与之比，定义为：色分辨本领二、色分辨本领色散本领只是反映光谱仪将两相近谱线的中心分离程度能否分辨此两谱线还取决于每一谱线本身的宽度第2页/共16页但位置拉开并不等于可以分辨光谱仪对波长附近的谱线能够分辨的18刚可分辨不可分辨瑞利判据两亮纹中心的距离恰等于每一亮纹的半值宽度刚可以分辨第3页/共16页刚可分辨不可分辨瑞利判据两亮纹中心的距离恰等于每一亮纹的半值19光栅（衍射）光谱仪1、光栅的分光原理k一定时,,不同颜色的主极大位置不同,形成光谱。光栅方程正入射0级没有色散各种波长的同级谱线（主极强）集合起来构成光源的一套光谱表示第k级谱线的角位置第4页/共16页光栅（衍射）光谱仪1、光栅的分光原理k一定时,20光栅光谱有许多级,每一级是一套光谱第5页/共16页光栅光谱有许多级,每一级是一套光谱第5页/共16页212.光栅的色散本领第6页/共16页2.光栅的色散本领第6页/共16页22光栅的角色散本领d，k，f与光栅中衍射单元的总数N无关光栅的线色散本领第7页/共16页光栅的角色散本领d，k，f与光栅中衍射单元的总数N无关233.光栅的色分辨本领的k级主极大+的k级主极大能够分辨两谱线的最小角间隔即为某级谱线（主极大）半角宽度k

瑞利判据第8页/共16页3.光栅的色分辨本领的k级主极大+的k级主极大能够24

光栅的色散本领光栅的色分辨本领瑞利判据光栅的色分辨本领正比于衍射单元总数N和光谱的级数k，与光栅常数d无关第9页/共16页光栅的色散本领光栅的色分辨本领瑞利判据光栅的色分辨本领正比25普通光栅衍射（透射光栅）光谱仪缺点：闪耀光栅单缝衍射因子的零级主极强(调制强度）很大一部分能量集中在无色散0级主极强缝间干涉因子的零级主极强重合（方向完全一致）第10页/共16页普通光栅衍射（透射光栅）光谱仪缺点：闪耀光栅单缝衍射因子的零26将大部分光能（单缝衍射的零级（几何像））集中到所需光谱级（缝间干涉的非零级）上闪耀光栅bNndabNnda各槽面的反射率是相同的,相位光栅两种工作方式（光入射方式）：2、沿光栅平面法线N1、沿槽面法线n

第11页/共16页将大部分光能（单缝衍射的零级（几何像））集中到所需光谱级（缝27bNnda光栅方程单槽面衍射的0级是几何光学的反射方向,沿2b方向反射满足相邻槽面间的光程差第12页/共16页bNnda光栅方程单槽面衍射的0级是几何光学的反射方向,沿28kb光谱的其它级都几乎落在单槽衍射的暗线位置形成缺级ad80-90%的光能kb光的k级谱线上可通过闪耀角的设计b，使光栅适用于某一波长段的某级光谱上其他各干涉级缺级？第13页/共16页kb光谱的其它级都几乎落在单槽衍射的暗线位置形成缺级ad29bNnda沿槽面法线n相邻槽面间的光程差单槽面衍射的0级是几何光学的反射方向,沿原方向返回槽面间干涉决定色散主极强：满足光栅单槽面衍射0级主极