光栅光谱仪的使用(北科大实验报告)

光栅光谱仪的使用实验报告

学院高等工程

师学院

班级自E152学号41518170姓名郑子亮

一、实验目的与实验仪器

【实验目的】

1.了解平面反射式闪耀光栅的分光原理及主要特性

2.了解光栅光谱仪的结构，学习使用光栅光谱仪

3.测量钨灯和汞灯在可见光范围的光谱

4.测定光栅光谱仪的色分辨能力

5.测定干涉滤光片的光谱透射率曲线

【实验仪器】

WDS-3平面光栅光谱仪（200~800nm）。汞灯，钨灯氘灯组件，干涉滤光片等。

二、实验原理

（要求与提示：限400字以内，实验原理图须用手绘后贴图的方式）

（1）平面反射式光栅与光栅方程

规定衍射角Θ恒为正，i与Θ在光栅平面法线的同侧为正，异侧为负。K是光谱级

对于常用的平面光栅光谱仪，谱板中心到光栅中心的连线与入射光线在同一平面内，因此，衍射角Θ可当做入射角i，光谱方程为：

（2）闪耀问题

闪耀波长：

2平面光栅光谱仪结构组成

（1）光学系统

（2）电子系统

（3）光栅光谱仪操作

3.色分辨率

光栅光谱仪的色分辨率是分开两条邻近谱线能力的量度

4.滤光片光谱特性

光谱透射率为：

三、实验步骤

（要求与提示：限400字以内）

1.准备工作

开机前，需要缓慢旋转入射狭缝宽度调节旋钮，设置参数

2.校准光谱仪的波长指示值

利用氘灯波长值为486.0nm的谱线校准光谱仪，利用“数据处理”菜单的功能读出测量的氘灯光谱谱线波长，如果有偏差，用“系统操作”菜单中的“波长校正”功能进行校正3.汞灯光谱和光谱仪分辨率的测量

（1）入射缝宽和出射缝宽设定在0.15~0.20nm之间，负压-300~-600之间

（2）移去钨灯&氘灯组件，将汞灯置于入射狭缝前，进行快速全谱扫描，根据光谱测量结果进一步调节狭缝宽度、负高压等参数，使得记录的谱线高度适当，再进行一次慢速全谱扫描，保存实验数据。

4.滤色片光谱特性的测量

5.退出系统与关机

四、数据处理

（要求与提示：对于必要的数据处理过程要贴手算照片）

1.

（1）汞灯光谱

（2）钨灯光谱

2.

3.透射率T与波长λ的关系曲线I-λ

五、分析讨论

（提示：分析讨论不少于400字）

1.通过观察汞灯和钨灯光谱特性图像可得到：汞灯的光谱图像是间断的，不连续的，而钨

灯的光谱图像是连续的。汞灯光谱线连续，谱线强度较为集中在500nm的波长段。

2.分光系统的优点：

①工作时不会产生鬼线和伴线, 这是广大使用者最欢迎的。

②不存在刻划光栅刻槽的微观不规则或毛刺等缺陷, 所以杂散光远远小

于刻划光栅的杂散光。

③适当改变制作条件, 就可制作成消像差的全息光栅。

④可以制作任意尺寸的全息光栅。

⑤制造周期短。

⑥制造成本低。

缺点：

1准确度相对不高2有的检测不可用，有限制性。

六、实验结论

通过对汞灯光谱的测量数据，得到了光栅单色仪分辨能力为0.82nm

同样对不加滤光片的钨灯光谱和加滤光片的钨灯光谱图像及数据结果得到滤光片的峰值透射率为0.457。

七、原始数据

（要求与提示：此处将原始数据拍成照片贴图即可）