光谱仪基本知识2.pdf

OPTICS Spectrometer 光谱仪器的基本知识 A Basic Introduction of Spectrometer Instruments 陈和 北京理工大学光电学院 shinianshao@ Tel 色散元件之棱镜 Prism ɑ θ i1 i1 i2 i2 偏向角θ为： ⎧ ⎡ ⎛ sin i1 ⎞⎤⎫ θ = i + arcsin⎨n sin α − arcsin⎜ ⎟ ⎬− α sin i = n sin i 1 ⎢ ⎝ n ⎠ ⎥ 1 1 ⎩ ⎣ ⎦⎭ n sin i = sin i 2 2 对于一定的入射角，偏向角随折射率n变 α = i +i 化。 1 2 θ = i + i −α 一般地，波长短，折射率大，偏向角θ大。 1 2 || 最小偏向角条件 • 对于单色的入射光，偏向角θ随入射角变化而变化， 对于某一个入射角，偏向角存在最小值。 dθ = 0 di ɑ 1 i1 i i θ i2 • 根据折射定律和几何关系可以 1 2 得到最小偏向角条件： i1 = i2 此时： i =i =α/2 1 2 θ =2i -α min 1 || 最小偏向角的特点和优势 • 当棱镜工作在最小偏向角时，入射光和出射光是完全对 称的，在棱镜内部光线平行于棱镜底边传播。 • 设计棱镜光谱仪器时一般使色散棱镜（对某个中间波长 ）处于它的最小偏向角位置上进行工作。 • 对称的光路可以使得棱镜产生的相差（球差，像散）最 小，使得谱线成像质量好，分辨率高。 • 光路对称时，棱镜不产生