Part 1: 狭缝

Part 1: 狭缝


概述

分光仪是一种成像系统,它将入口狭缝的多个单色图像映射到检测器平面上。这个狭缝对光谱仪的性能至关重要,它决定了进入光学工作台的光量(光子通量),是决定光谱分辨率的驱动力。其他因素包括光栅、沟槽频率和探测器像素大小。

光谱仪的光学分辨率和通光效率最终将由安装的狭缝决定。光通过光纤或透镜进入光谱仪的光学工作台,聚焦于预安装和对齐的狭缝。狭缝控制进入光学工作台的光的角度。


狭缝宽度有许多不同的大小从5-800µm,已经µm 1毫米(标准)2毫米高度。为您的应用选择正确的狭缝是很重要的,因为它们是对齐的,并且永久安装在光谱仪中,并且只应该由经过培训的技术人员更改。




光谱仪使用最常见的裂缝是102550100200 μm。对于光纤用于输入光耦合的系统,光纤束与入口缝隙(堆叠光纤)的形状相匹配,可以提高耦合效率和系统通光效率。


技术详情


入口狭缝的功能是为光学工作台定义一个明确的物体。入口缝隙的大小(宽度(Ws)和高度(Hs))是影响光谱仪通光效率的主要因素之一。入口狭缝的图像宽度是决定光谱仪的光谱分辨率的关键因素,当它大于探测器阵列的像素宽度时。通过选择合适的入口缝隙宽度,平衡系统的通光效率和分辨率。


Wi = (M2×Ws2+Wo2)1/2

其中M为光学工作台的放大倍数,由聚焦镜的焦距(透镜)与准直镜(透镜)相比,而Ws则是入口缝隙的宽度,而Wo则是由光具座引起的图像展宽。对于一个CZ光学工作台,Wo的顺序是几十微米。因此,降低入口狭缝的宽度,无助于提高系统的分辨率。轴向透射光台提供了更小的Wo。因此,它可以实现更高的光谱分辨率。光谱分辨率的另一个限制是由阵列探测器的像素宽度(Wp)设定的。在Wp下还原Wi不会有助于提高光谱仪的分辨率。


在满足分辨率要求的条件下,狭缝宽度应尽可能宽,以提高光谱仪的通光效率。