光譜儀的光學(xué)分辨率定義為光譜儀所能分辨開的最小波長差。要把兩個光譜線分開則至少要把它們成象到探測器的兩個相鄰象元上。因為光柵決定了不同波長在探測器上可分開的程度(色散),所以它是決定光譜儀分辨率的一個非常重要的參數(shù)。
另一個重要參數(shù)是進入到光譜儀的光束寬度,它基本上取決于光譜儀上安裝的固定寬度的入射狹縫或光纖芯徑(當(dāng)沒有安裝狹縫時)。
Avantes 公司所提供的狹縫尺寸有: 10 , 25 或 50μm×1000μm (高)或 100 , 200 或 500μm×2000μm (高)。
在指定波長處,狹縫在探測器陣列上所成的象通常會覆蓋幾個象元。如果要分開兩條光譜線,就必須把它們色散到這個象尺寸再加上一個象元。當(dāng)使用大芯徑的光纖時,可以通過選擇比光纖芯徑窄的狹縫來提高光譜儀的分辨率。因為這樣會大大降低入射光束的寬度。
所選光柵和入射光束的有效寬度(光纖芯徑或入射狹縫)對分辨率的影響表在光譜儀產(chǎn)品信息中都有介紹,表 3 是 AvaSpec-2048 型光譜儀的典型分辨率表。請注意,光柵的線對數(shù)越高,色散效應(yīng)隨波長變化就會越顯著,波長越長色散效應(yīng)越大(表 3 ),因此在最長波長處會得到最高分辨率。
表 3 中的分辨率是 FWHM 值,即最大峰值光強 50% 處( FWHM )所對應(yīng)的譜線寬度( nm )(圖 4 )。在 “ 光柵 ” 一節(jié)中還有象元色散圖,您可以用來為您的具體應(yīng)用選擇合適的光柵和分辨率。
表3 AvaSpec-2048的分辨率(半寬度nm)
狹縫寬度(μm) |
||||||
光柵(線/mm) | 10 | 25 | 50 | 100 | 200 | 500 |
300 | 0.8 | 1.4 | 2.4 | 4.3 | 8.0 | 20.0 |
600 | 0.4 | 0.7 | 1.2 | 2.1 | 4.1 | 10.0 |
1200 | 0.1-0.2* | 0.2-0.3* | 0.4-0.6* | 0.7-1.0* | 1.4-2.0* | 3.3-4.8* |
1800 | 0.07-0.12* | 0.12-0.21* | 0.2-0.36* | 0.4-0.7* | 0.7-1.4* | 1.7-3.3* |
2400 | 0.05-0.09* | 0.08-0.15* | 0.14-0.25* | 0.3-0.5* | 0.5-0.9* | 1.2-2.2* |
3600 | 0.04-0.06* | 0.07-0.10* | 0.11-0.16* | 0.2-0.3* | 0.4-0.6* | 0.9-1.4* |
*注:取決于光柵的起始波長;波長越長,光柵色散越大,分辨率越高
所選光柵和入射光束的有效寬度(光纖芯徑或入射狹縫)對分辨率的影響如表3所示,表3給出的是AvaSpec-2048型光譜儀的典型分辨率值。請注意,光柵的線對數(shù)越高,色散效應(yīng)隨波長變化就會越顯著,波長越長色散效應(yīng)越大,因此在最長波長處會得到最高分辨率。表3中的分辨率的定義是最大峰值光強50%處(FWHM)所對應(yīng)的譜線寬度(nm)。#p#分頁標(biāo)題#e#
圖2 半寬度的定義
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