光柵分為反射光柵和透射柵兩類。在紫外可見分光光度計(jì)中, 應(yīng)用泛的是反射式衍射光柵, 通常稱為反射光柵。根據(jù)光柵基面的形狀是平面還是 凹面, 反射式衍射光柵又分平面反射衍射光柵、凹面反射衍射光柵兩類。根據(jù)光柵刻槽的微觀形狀能否使衍射光能量定向地集中在某個方向, 又有閃耀光柵 和非閃耀光柵之分。根據(jù)光柵是用機(jī)械刻劃方法還是用全息干涉方法制成的, 還可分為刻劃光柵和全息光柵兩類。根據(jù)光柵成像的形狀, 還可分為普通光柵 和平場光柵 ( 一般的平面或凹面光柵在出射狹峰上所成的像是彎曲不平的, 而平場光柵在出射狹峰上所成的像是平面像 )。下面簡單討論一下使用最多的平 面反射衍射光柵的光譜特性。
光柵光譜的特點(diǎn)
(1 ) 光柵光譜的多級次性
經(jīng)棱鏡色散后形成的光譜, 只是按波長次序排 列成一個單一的光譜。而經(jīng) 衍射光柵色散后形成的光譜, 則是包含 m = 0、 ±1、±2、±3…所有級次光譜的總和。同一塊光柵對同一束入射復(fù)合光可在 不同位置形成一系列不同級次的光譜, 在 m = 0 兩側(cè)有對稱分布的正級次光譜和負(fù)級次光譜。因此, 光柵光譜的多級次性是原理性的、本質(zhì)的, 是不可避免的。光柵的這個特性, 將對光柵的應(yīng)用產(chǎn)生許多相應(yīng)的問題, 它會直接對紫外可見分光光度計(jì)的光譜分辨率和光譜的檢測造成困難, 這是所有紫外可見分光光度計(jì)的設(shè)計(jì)者、制造者、使用者必須重視的問題。
(2 ) 光柵光譜的級次重疊
由光柵方程 d( sinα±sinβ) = mλ可知, 波長為 λ的一級 ( m = 1 ) 光譜線、波長為 λ/ 2 的二級 ( m = 2 ) 光譜線、波長為 λ/ 3 的三級 ( m= 3) 光譜線等都具有同樣的衍射角, 即 βλ, 1 =βλ/ 2 ,2 = βλ/ 3 ,3 = … = βλ/ m , m。這就是衍射光柵光譜的級次重疊。即衍射光柵在同一位置有不同級次的不同波長的光譜線。在寬波段范圍內(nèi)進(jìn)行高分辨率光譜研究或光譜分析工作時, 光柵光譜的級次重疊是非常明顯的, 必須采取有力的措施, 把不需要的波段隔離掉或?yàn)V掉; 如采用前置單色器或相應(yīng)波段的濾光片等。只有這樣, 才能避免不需要級次光譜的干擾, 才能保證紫外可見分光光度計(jì)的分辨率和分析測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。
(3 ) 光柵光譜的勻排性
由光柵方程 d(sinα±sinβ) = mλ可知, 在衍射角不太大的情況下 ( 如在一級光譜內(nèi), 靠近光柵法線區(qū)域時 ) , 不同波長光譜線的位置基本上與其波長值成比例。因此, 光柵光譜中的各個波長譜線排列比較均勻, 并隨著波長值線性增加或減少, 相應(yīng)的光柵光譜線的位置 ( 如離光柵法線的距離) 也線性變化。光柵光譜的排列比較均勻, 不同波長區(qū)中同樣波長差 的兩根譜線之間的距離變化不太大。光柵光譜的勻排性不但使光譜更加整齊、勻稱, 而且對定性分析時初步判斷、估計(jì)譜線的波長值等比較方便。
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