文档介绍：光栅光谱仪实验报告
光栅光谱仪实验报告
光栅光谱仪实验报告
光栅光谱仪的使用
学 号 2015２12８2２
学生姓名 张家梁
专业名称 应用物理学(通信基础科学)
所在系(院) 理学院
2017 年 3 月 １4 日
光栅光谱仪实验报告
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光栅光谱仪的使用
张家梁
１ 实验目的
1。 了解光栅光谱仪的工作原理。
．
2 实验原理
１。 光栅光谱仪
光栅光谱仪结构如图所示。光栅光谱仪的色散元件为闪耀光栅。入射狭缝和出射狭缝分别在两个球面镜的焦平面上,因此入射狭缝的光经过球面镜后成为平行光入射到光栅上,,从而改变入射角度和 终聚焦到出射狭缝处光线的波长。控制入射光源的波长范围,确保衍射光无级次重叠，可通过控制光栅的角度唯一确定出射光的波长。
光谱仪的光探测器可以有光电管、光电倍增管、硅光电管、热释电器件和 CCＣD 等多种，经过光栅衍射后，到达出射狭缝的光强一般都比较弱,因此本仪器采用光电倍增管和 CCＤ 来接收出射光。
2。 光探测器
光电倍增管是一种常用的灵敏度很高的光探测器,它由光阴极、电子光学输入系统、倍增系统及阳极组成，并且通过高压电源及一组串联的电阻分压器在阴极──打拿极（又称“倍增极”) ──阳极之间建立一个电位分布。光辐射照射到阴极时，由于光电效应，阴极发射电子，把微弱的光输入转换成光电子;这些光电子受到各电极间电场的加速和聚焦,光电子在电子光学输入系统的电场作用下到达第一倍增极,产生二次电子,由于二次发射系数大于
光栅光谱仪实验报告
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1,电子数得到倍增。以后,电子再经倍增系统逐级倍增，阳极收集倍增后的电子流并输出光电流信号,在负载电阻上以电压信号的形式输出。
CCD 是电荷耦合器件的简称，是一种金属—氧化物—半导体结构的新型器件，在电路中常作为信号处理单元。对光敏感的 CＣＤ 常用作图象传感和光学测量。由于 CCD 能同时探测一定波长范围内的所有谱线，因此在新型的光谱仪中得到广泛的应用。
3. 闪耀光栅
在光栅衍射实验中,我们了解了垂直入射时(Φ=９0°）光栅衍射的一般特性．当入射角Φ＝90°时,衍射强度公式为
光栅衍射强度仍然由单缝衍射因子和多缝衍射因子共同决定，只不过此时
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当衍射光与入射光在光栅平面法线同侧时,衍射角θ取+号,异侧时取—号。单缝衍射中央主极大的条件是 ｕ=0,即siｎΦ＝－sinθ或Φ＝,恰好满足 v=0，即 ０ 级干涉 大条件．这表明单缝衍射中央极大与多缝衍射 0 级 大位置是重合的（图 9。1ａ)，光栅衍射强度 大的峰是个波长均不发生散射的 ０ 级衍射峰，没有实用价值。而含有丰富信息的高级衍射峰的强度却非常低。
为了提高信噪比,可以采用锯齿型的反射光栅(又称闪耀光栅)。闪耀光栅的锯齿相当于平面光栅的“缝”。与平面光栅一样,多缝干涉条件只取决于光栅常数,与锯齿角度、形状无关。所以当光栅常数及入射角与平面光栅一样时，两者 ０ 级极大的角度也一样。闪耀光栅的沟槽斜面相当于单缝，衍射条件与齿面法线有关。,中央极大的衍射方向与入射线对称于齿面法线 N,于是造成衍射极大与 0 级干涉极大方向不一致．适当调整光栅参数，可以使光栅衍射的某一波长 强峰发生在 １ 。
闪耀光栅是许多光栅光谱仪中采用的色散器件。
3 实验步骤
光栅光谱仪实验报告
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1. 粗调狭缝宽度。不打开光谱仪控制箱电源,取下入射狭缝前的光源,调节入射狭缝的缝宽，,观察狭缝宽度逐渐增大,然后减小狭缝宽度至狭缝刚好完全关闭。 后,调节缝宽至约 。同样,调节出射狭缝至 0。5mｍ。注意,出射狭缝后挂接着光电倍增管,光电倍增管只能接收微弱光强,不可在室内照明强度下使用,因此实验过程中不可取下光电倍增管.
2． 寻找狭缝的零点误差。狭缝宽度由微分头调节,存在零点误差,我们可通过实际现象来判断。 打开光谱仪电源控制箱和计算机，