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中階梯光譜儀一、中階梯光譜儀根本概念和理論steppedgrating)。其性質(zhì)介于小階梯光角(高光譜級次和加大光柵刻劃面積)來獲得高區(qū)分本領(lǐng)和高色散率?!布矗褐须A該率的一維光譜信息。二、中階梯光譜儀國內(nèi)外概況中階梯光柵光譜儀在20世紀(jì)7090年月,隨著探測器技術(shù)和激光技術(shù)的成熟,尤其是二維陣列探測器〔如CCD技術(shù)激光器則供給了的試驗方法。隨著高性能CCD的消滅與進(jìn)展,中階梯光柵光譜儀適用的光譜范圍擴展到從軟X光直到近紅外區(qū)。與此同時,計算機科學(xué)的進(jìn)展與圖像處理技術(shù)的進(jìn)步也使得中階梯光柵光譜儀的性能和應(yīng)用范圍不斷得20世紀(jì)70年月開頭在天802~4m2010架配備8~10m歐美興盛國家已經(jīng)將中階梯光柵光譜儀廣泛應(yīng)用于天文、地礦、化工、冶金、醫(yī)藥、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、食品衛(wèi)生、生化、商檢和國防等諸多領(lǐng)域。我國于1995年研2.162.16m內(nèi)對中階梯光柵光譜儀器的爭論、開發(fā)和應(yīng)用相對滯后。自1979年開頭,現(xiàn)我國至少已引進(jìn)了不同類型的中階梯光柵光電直讀光譜儀應(yīng)用于各個領(lǐng)域,發(fā)揮了很大作用。這些年來,該類儀器在國內(nèi)分析化學(xué)工作方面得到了較為廣泛地應(yīng)用,發(fā)表了很多應(yīng)用儀器于測試分析工作的科研報告。值得一提的是,冶金有色地質(zhì)系統(tǒng)在1979年首先引進(jìn)了六臺SslllA型儀器,安排在各個大區(qū)地質(zhì)爭論所及物探公司,六臺儀器完成了大量生產(chǎn)分析任務(wù),其分析測試了數(shù)百萬件樣品,每件樣品測試11一12難測元素分析工程,如開展了對地質(zhì)樣品中十五個痕量稀土元素的測定工作,受到了地質(zhì)巖礦科研五作者的好評。三、中階梯光譜儀優(yōu)勢:波段、無移動部件、構(gòu)造緊湊、光學(xué)系統(tǒng)的體積減小,相對孔徑變大,光強也得測系統(tǒng),便利靈敏,響應(yīng)速度快,峰值檢測精度高,不存在誤讀問題,因此中階梯光柵光譜儀在光譜分析領(lǐng)域?qū)⒄加兄匾牡匚恢须A梯光柵光譜儀代表了現(xiàn)代光譜技術(shù)的進(jìn)展趨勢。因此中階梯光柵光譜儀在光譜分析領(lǐng)域?qū)⒄加兄匾牡匚?。四、中階梯光譜儀技術(shù)方案Czerney-Turner〔C-T〕構(gòu)造形式,是最廣泛應(yīng)用的單色器構(gòu)造形式之一。該構(gòu)造簡潔緊湊,無移動部件,光學(xué)器件少,入射光和出射光夾角為定值,有利于后端調(diào)試和標(biāo)定,并且〔穿插束〕兩種形式。穿插束構(gòu)造有利于縮小儀器體積,降低雜〕,使入射單束光分曝光中獲得很寬波段的光譜信號?!?〕五、中階梯光譜儀難點與解決思路的目標(biāo)。從光柵色散率公式可知,在自準(zhǔn)條件下〔a=b=e〕dl/dλ=(m·f)/(d·cosb)提高線色散率可承受長焦距、大衍射角b、高光譜級次m、削減兩刻線間N

高區(qū)分在常規(guī)的光柵設(shè)計中,都是通過增加每毫米刻線數(shù)來提高線色散率和區(qū)分240010000使閃耀特性受影響,集光效率下降。Echell,這種光柵刻線數(shù)目較少8-80條高m=28-200,具有光譜范圍寬、色散率大、區(qū)分率好等突出優(yōu)點。但由于當(dāng)初二維半導(dǎo)體檢測器〔CID〕和(CCD)的應(yīng)用,中階梯光柵的優(yōu)點才在ICP光譜分析中充分的呈現(xiàn)出來。d(Sina+Sinb)=λ同樣也適用于中階梯光柵。在“自準(zhǔn)em=2d·Sineλ。中階梯光柵不同于平面光柵,承受刻槽的“短邊”進(jìn)展衍e〔60°-7°mIRISAdICP52.6條mme=64°,可計算出對應(yīng)λ=175nmm=189級,對應(yīng)λ=800nmm=4242-189時,其閃耀波長分別在λDλ=2·W/(λ·Sinb)

dl/λ=(tgb/

R=bbb〔取閃耀角接近衍b=64°,即相當(dāng)于在較高級次下工作,就能獲得很大的角色散率、線色散率和區(qū)分率。對于一般平面光柵,線色散率dl/dxfm)/,必需依靠增大儀器的焦距f,減小刻線間距d〔增加刻線條數(shù)〕來增加線色散率。而中階梯光柵由于角色散率很大,不必依靠焦距的增加,就能獲得較大的線散率。例如焦距13600/mm的平面光柵在200nm0.22nm/mm散率可達(dá)0.14nm/mm〔如0.米,因此,儀器光室的體積大為縮小,使相對孔徑變大,光譜光強也得到提〔閃耀角〕觀看整個175-800nm200mm2的焦面上,格外適合于半導(dǎo)體上形成二維光譜圖象.六、中階梯光譜儀主要爭論內(nèi)容在2070疊只能用于低衍射級次〔如-1-2〕。要實現(xiàn)高的色散率和光譜區(qū)分率,的問題。1949度較低,具有較大的閃耀角,用于大入射角度和高衍射級次〔如幾十級到幾百級〕,因而有很高的色散率和區(qū)分率。但在此后的20多年間,中嚴(yán)峻的鬼線、伴線等噪聲,直到70年月

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