公眾號:mywangxiao
及時發(fā)布考試資訊
分享考試技巧、復(fù)習(xí)經(jīng)驗
新浪微博 @wangxiaocn關(guān)注微博
聯(lián)系方式 400-18-8000
為了幫助考生系統(tǒng)的復(fù)習(xí)2012年注冊計量師考試課程,全面的了解注冊計量師考試教材的相關(guān)重點,小編特編輯匯總了2012年注冊計量師考試輔導(dǎo)資料,希望對您參加本次考試有所幫助!
注冊計量師考試計量專業(yè)實務(wù)復(fù)習(xí)講義
光譜儀基礎(chǔ)介紹
光譜分析方法作為一種重要的分析手段,在科研、生產(chǎn)、質(zhì)控等方面都發(fā)揮著極大的作用。無論是穿透吸收光譜,還是熒光光譜,拉曼光譜,獲得單波長輻射是不可缺少的手段。由于現(xiàn)代單色儀可具有很寬的光譜范圍(UV-IR),高光譜分辨率(0.001nm),自動波長掃描,完整電腦控制功能,極易和其它周邊設(shè)備配合為高性能自動測試系統(tǒng),使用電腦自動掃描多光柵光譜儀已成為光譜研究的首選。
在光譜學(xué)應(yīng)用中,獲得單波長輻射是不可缺少的手段。除了用單色光源(如光譜燈、激光器、發(fā)光二極管)、顏色玻璃和干涉濾光片外,大都使用掃描選擇波長的單色儀。尤其是當(dāng)前更多地應(yīng)用掃描光柵單色儀,在連續(xù)的寬波長范圍(白光)選出窄光譜(單色或單波長)輻射。
當(dāng)一束復(fù)合光線進(jìn)入光譜儀的入射狹縫,首先由光學(xué)準(zhǔn)直鏡準(zhǔn)直成平行光,再通過衍射光柵色散為分開的波長(顏色)。利用不同波長離開光柵的角度不同,由聚焦反射鏡再成像于出射狹縫。通過電腦控制可精確地改變出射波長。
光柵基礎(chǔ)
光柵作為重要的分光器件,他的選擇與性能直接影響整個系統(tǒng)性能。為更好協(xié)助用戶選擇,在此做一簡要介紹。
光柵分為刻劃光柵、復(fù)制光柵、全息光柵等。刻劃光柵是用鉆石刻刀在涂有金屬的表面上機(jī)械刻劃而成;復(fù)制光柵是用母光柵復(fù)制而成。典型刻劃光柵和復(fù)制光柵的刻槽是三角形。全息光柵是由激光干涉條紋光刻而成。全息通常包括正弦刻槽??虅澒鈻啪哂醒苌湫矢叩奶攸c,全息光柵光譜范圍廣,雜散光低,且可作到高光譜分辨率。2012年二級注冊計量師考試
光柵方程
反射式衍射光柵是在襯底上周期地刻劃很多微細(xì)的刻槽,一系列平行刻槽的間隔與波長相當(dāng),光柵表面涂上一層高反射率金屬膜。光柵溝槽表面反射的輻射相互作用產(chǎn)生衍射和干涉。對某波長,在大多數(shù)方向消失,只在一定的有限方向出現(xiàn),這些方向確定了衍射級次。如圖1所示,光柵刻槽垂直輻射入射平面,輻射與光柵法線入射角為α,衍射角為β,衍射級次為m,d為刻槽間距,在下述條件下得到干涉的極大值:
mλ=d(sinα+sinβ)
定義φ為入射光線與衍射光線夾角的一半,即φ=(α-β)/2;θ為相對與零級光譜位置的光柵角,即θ=(α+β)/2,得到更方便的光柵方程:
mλ=2dcosφsinθ
從該光柵方程可看出:
對一給定方向β,可以有幾個波長與級次m相對應(yīng)λ滿足光柵方程。比如600nm的一級輻射和300nm的二級輻射、200nm的三級輻射有相同的衍射角。
衍射級次m可正可負(fù)。
對相同級次的多波長在不同的β分布開。
含多波長的輻射方向固定,旋轉(zhuǎn)光柵,改變α,則在α+β不變的方向得到不同的波長。
如何選擇光柵
選擇光柵主要考慮如下因素:
刻槽密度G=1/d,d是刻槽間隔,單位為mm。
閃耀波長
閃耀波長為光柵最大衍射效率點,因此選擇光柵時應(yīng)盡量選擇閃耀波長在實際需要波長附近。如實際應(yīng)用在可見光范圍,可選擇閃耀波長為500nm。
光柵刻線
光柵刻線多少直接關(guān)系到光譜分辨率,刻線多光譜分辨率高,刻線少光譜覆蓋范圍寬,兩者要根據(jù)實驗靈活選擇。
光柵效率
光柵效率是衍射到給定級次的單色光與入射單色光的比值。光柵效率愈高,信號損失愈小。為提高此效率,除提高光柵制作工藝外,還采用特殊鍍膜,提高反射效率。
光柵光譜儀重要參數(shù):
分辨率(resolution)
光柵光譜儀的分辨率R是分開兩條臨近譜線能力的度量,根據(jù)瑞利判據(jù)為:
R==λ/Δλ
光柵光譜儀有實際意義的定義是測量單個譜線的半高寬(FWHM)。實際上,分辨率依賴于光柵的分辨本領(lǐng)、系統(tǒng)的有效焦長、設(shè)定的狹縫寬度、系統(tǒng)的光學(xué)像差以及其它參數(shù)等。
R∝M.F/W
M--光柵線數(shù) F--譜儀焦距 W--狹縫寬度
色散
光柵光譜儀的色散決定其分開波長的能力。光譜儀的倒線色散可計算得到:沿單色儀的焦平面改變距離χ引起波長λ的變化,即:
Δλ/Δχ=dcosβ/nF
這里d、β、F分別是光柵刻槽的間距、衍射角和系統(tǒng)的有效焦距,n為衍射級次。由方程可見,倒線色散不是常數(shù),它隨波長變化。在所用波長范圍內(nèi),改變化可能超過2倍。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn),在本樣本中,用1200 l/mm光柵色散的中間值(典型的為435.8nm)時的倒線色散。
帶寬
帶寬是忽略光學(xué)像差、衍射、掃描方法、探測器像素寬度、狹縫高度和照明均勻性等,在給定波長,從光譜儀輸出的波長寬度。它是倒線色散和狹縫寬度的乘積。例如,單色儀狹縫為0.2mm,光柵倒線色散為2.7nm/mm,則帶寬為2.7*0.2=0.54nm。
波長精度、重復(fù)性和準(zhǔn)確度
波長精度是光譜儀確定波長的刻度等級,單位為nm。通常,波長精度隨波長變化,本樣本中為最壞的情況。
波長重復(fù)性是光譜儀設(shè)定一個波長后,改變設(shè)定,再返回原波長的能力。這體現(xiàn)了波長驅(qū)動機(jī)械和整個儀器的穩(wěn)定性。卓立漢光的光譜儀的波長驅(qū)動和機(jī)械穩(wěn)定性極佳,其重復(fù)性超過了波長精度。
波長準(zhǔn)確度是光譜儀設(shè)定波長與實際波長的差別。每臺單色儀都要在很多波長檢查波長準(zhǔn)確度。
F/#
F/#定義為光譜儀的直徑與焦距的比值。這是對光譜儀接收角的度量,這是調(diào)整單色儀與光源及探測器耦合的重要參數(shù)。當(dāng)F/#匹配時,可用上光譜儀的全部孔徑。但是大多數(shù)單色儀應(yīng)用長方形光學(xué)部件。這里F/#定義為光譜儀的等效直徑與焦距的比值,長方形光學(xué)件的等效直徑是具有相同面積的園的直徑。
相關(guān)文章:
2012年二級注冊計量師考試專業(yè)實務(wù)案例分析31-40
2012年注冊計量師考試計量法律法規(guī)復(fù)習(xí)指導(dǎo)
更多關(guān)注:注冊計量師成績查詢 考試培訓(xùn) 免費短信提醒
(責(zé)任編輯:)
近期直播
免費章節(jié)課
課程推薦
注冊計量師
[考霸特訓(xùn)班]
7大模塊 準(zhǔn)題庫資料 校方服務(wù)
注冊計量師
[考霸通關(guān)班]
5大模塊 準(zhǔn)題庫資料 校方服務(wù)