12-6O(∩-∩)O-解析.ppt

《12-6O(∩-∩)O-解析.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《12-6O(∩-∩)O-解析.ppt（16页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、光栅作用：光栅分类：光栅：12126 6 衍射光栅衍射光栅一、概述：一、概述：分光作用能对入射光波的振幅或相位进行空间周期性调 制，或对振幅和相位同时进行空间周期性调制的光学元件。振幅型和相位型（按调制方式）透射型和反射型（按工作方式）平面型和凹面型（按工作表面）二维平面光栅、三维体积光栅（调制空间）机刻光栅、复制光栅、全息光栅（制作方法）光栅应用：光栅光谱仪1二、光栅的分光性能二、光栅的分光性能1、光栅的分光原理衍射角q与有关12 101234-1-2-3-4123多缝平面振幅透射型光栅亮线位置公式结论：不同波长的同一级亮线，除零级外，均不重合，及发生色散光栅光谱线：对应于不同波长的各级亮线

2、光栅的夫朗和费衍射图样。22、光栅方程（光程差的计算）R1R2d i光栅面法线R1R2d i光栅面法线符号规则：光线位于光栅面法线异侧，取“-”号；反之，取“+”号正入射时：斜入射时：光栅方程的普遍形式：光栅常数3角色散：波长相差角色散：波长相差1 1埃的两条谱线之间的角距离埃的两条谱线之间的角距离线色散：焦平面上，波长相差线色散：焦平面上，波长相差1 1埃的两条谱线之间的距离。埃的两条谱线之间的距离。3.3.光栅的色散本领光栅的色散本领44.4.光栅的自由光谱区：光栅的自由光谱区：由由得得光栅：法布里珀罗标准具：自由光谱范围大自由光谱范围小55 5、光栅色分辨本领、光栅色分辨本领是指分辨两条

3、波长差很小的谱线的能力是指分辨两条波长差很小的谱线的能力即分辨两条很靠近的谱线的能力。即分辨两条很靠近的谱线的能力。根据瑞利判据，当根据瑞利判据，当 产生的谱线的位置落在产生的谱线的位置落在 的同级的同级谱线的零点上时，两个谱线刚好被分离。谱线的零点上时，两个谱线刚好被分离。+D+D光栅所能分辨的最小波长差光栅所能分辨的最小波长差光栅的色分辨本领光栅的色分辨本领谱线的角半宽度谱线的角半宽度6则有：则有：因此：因此：光栅线数光谱级次光栅：法布里珀罗标准具：m=1或2，N很大 N0.978，m很大 7三、几种典型光栅三、几种典型光栅三、几种典型光栅三、几种典型光栅 （一）平面光栅（一）平面光栅1

4、1、光栅的光强分布、光栅的光强分布衍射调制衍射调制谱线位置谱线位置干涉的零级谱线与中央衍射极大重合光栅的色分辨本领问题：m A 受衍射调制 I 没有色散的零级占了总能量的很大一部分原因：8将衍射的极大方向变换到高级谱线（有色将衍射的极大方向变换到高级谱线（有色散的谱线）上。散的谱线）上。（二）闪耀光栅平面反射光栅特点：解决：刻槽面与光栅面不平行两者间有一角度闪耀角衍射面光强度分布最大的方向栅面法线iqiqda刻划面法线 1、光强度分布最大的方向满足反射定律：=2、衍射级次应由光栅方程决定功能：使单个刻痕面衍射的中央极大与槽面间干涉零级主极大分开，从而使光能量从干涉零级转移并集中到某一级光谱上去

5、9 入射角i=，=0 根据光栅方程（取号是因为考察方向与入射光在光栅面法线同侧）2.光栅面刻槽面光栅面法线ida刻槽面法线光栅面m1m0m2n=0衍射角 当当mm1 1，对应，对应即即称 为1级闪耀波长入射光的反方向（几何光学的反射方向）垂直槽面入射（“自准条件”入射）1.刻槽面相当于单缝(衍射面）衍射零级主极大此时衍射的零级主极大（光强最大值）正好和1级光谱重合（在方向上），1级光谱获得最大的光强度10应用时是根据B，确定由于中央衍射有一定的宽度，所以闪耀波长附近的谱线也有相当大的强度，因而闪耀光栅可用于一定的波长范围。B B(中心波长中心波长)波长 的其他级次的光谱都几乎和衍射极小位置重合

6、，80能量转移并集中到1级光谱闪耀光栅在同一级光谱中只对闪耀波长产生极大光强度，而对其他波长不能产生极大光强度。对B 的一级光谱闪耀的光栅对B/2的2级光谱和 B/3的3级光谱也闪耀。结论：11（三）阶梯光栅（三）阶梯光栅平行的平面玻璃板成阶梯状排列而平行的平面玻璃板成阶梯状排列而成的相位光栅成的相位光栅如图所示如图所示atgqa/cosqqqqahACB阶梯光栅阶梯光栅阶梯光栅的方程为：阶梯光栅的方程为：12对于反射式，有对于反射式，有 2 2h h-q qa a=m=m qahq分辨本领很高光谱范围很小。特点：h较大，m很大（闪耀级次很高）用于超精细结构小范围光谱分析d=a，又a较大，中央衍射极大中只有一个或至多二次主极大13（四）正弦（振幅型）光栅（四）正弦（振幅型）光栅正弦（或余弦）光栅其振幅透射系数是正弦（或余弦）型分布（如图）可表示为：正弦光栅通过记录两束有一定夹角的平面波的干涉图而得到 光栅的衍射强度分布单元的衍射因子14单元的衍射因子光栅的衍射强度分布15其衍射强度分布曲线如图，显然，只有0，1级共三个谱线。16