文档介绍：光学多道分析试验
电科091——马玉霞
内容介绍
摘要
试验目的
试验原理
试验内容及步骤
留意事项
试验总结
摘 要
光学多通道分析器（Optical Multichannel Analyzer）简称光学多道分析试验
电科091——马玉霞
内容介绍
摘要
试验目的
试验原理
试验内容及步骤
留意事项
试验总结
摘 要
光学多通道分析器（Optical Multichannel Analyzer）简称OMA，是一种接受多通道快速检测和显示微弱光谱信号的电子光学仪器。它能便利地给出各种待测光谱的光谱曲线和光谱数据，可用于快速光谱分析及各种光谱探讨。光学多通道分析器是由光学多色仪、并行检测器及其限制器和数据处理台（专用的微型电子计算机及其输出显示用的荧光屏）等三大部分组成。
试验目的
（1）驾驭定量测定***灯光谱、钠原子光谱的方法。
（2）熟悉多功能光栅光谱仪的光学系统、电子系统和软件系统。
（3）了解扫描式光栅光谱仪与光学多道光栅光谱仪之间的差别。
本试验接受的是WGD-6光学躲到分析器
组成：光栅单色仪、CCD接收单元、扫描
系统电子放大镜、A/D采集单元和
计算机组成。
试验原理
在一块透亮的光学玻璃平板上刻有大量的相互平行、等宽等间距的刻痕，构成光栅。光栅可分为透射光栅、平面反射光栅等。本试验接受平面反射光栅。光栅方程为：
式中d是光栅常数，λ是入射光波长，k是衍射级次，θ为衍射角。
一、光学系统
光栅光谱仪的光学系统是单色仪，如下图：
图2-1 光学原理图
M1: 反射镜、M2: 准光镜、M3: 物镜、M4: 转镜、G: 平面衍射光栅、
S1: 入射狭缝、S2: CCD接收位置、S3: 观察窗（或出射狭缝）
S1
M2
M1
M3
S2
G
M4
S3
S2
S1
M2
M3
G
M1
M4
S2
S3
复色入射光进入狭缝S1后，经M1镜变成复色平行光照射到光栅G上，经光栅色散后，形成不同波长的平行光束并以不同的衍射角度出射，M2镜将照射到它上面的某一波长的光聚集在出射狭缝S2上，再由S2后面的光电探测器记录该波长的光强度。
光栅G安装在一个转台上，当光栅旋转时，就将不同波长的光信号依次聚焦到出射狭缝上，当光探测器记录不同光栅旋转角度时的输出光信号强度，即记录了光谱。
这种光谱仪通过输出狭缝选择特定的波进步行记录，称为光栅单色仪。
CCD传感器是WGD-6型光学多通道分析器数据采集部分的核心，也是整个系统的关键所在，它的作用是将衍射光谱转换成电信号。
CCD全称电荷耦合器件(Charge—Coupled Device)是一种以电荷量表示光量大小，用耦合方式传输电荷量的新型器件。
二、CCD传感器
CCD 结构图
CCD的工作过程是：
当CCD受到光照后，各个CCD单元内贮存的电荷量与它的曝光量成正比；若给它施加特定时序的脉冲，其内部单元存贮的信号电荷便能在CCD内作定向传输、实现自扫描，进而将由光照感生的电荷依次传送出去。
三、A/D转换器
WGD-6型光学多通道分析器数据采集部分的另一个作用是将线阵CCD输出的模拟电压信号转换成数字电压信号，并存储在外部RAM中。这样数据就成为计算机能够读取的有效数据了。
试验内容及步骤
（1）准备工作
开机之前检查连线是否接好。将转换开关置于工作位置，用CCD接受，将扳手放在“CCD”档；要视察谱线，可将旋钮置于“视察档”；将入射狭缝、；将USB接口连接计算机和仪器。
（2）测量（以***灯为例）
（1）摆放好Hg灯，使光源聚集在单色仪的缝上，适当调整狭缝的宽度，～2mm的范围内，不行超过2mm以免损坏仪器。
（2）打开CCD的电源，再打开计算机及计算机上相应的光学多道分析软件。
3）设置中心波长为500nm（中心波长的调整过程当中，应当缓慢调整，每次调整都应当在上一次调整生效之后），按下“实时采集”按键，采集Hg的特征谱线。依据Hg光谱的尖锐程度，适当调整光源和透镜的位置，以及狭缝的大小。
（4）得到较尖锐的光谱后，点击工具栏下的“停止”，实时采集完毕。将转换开关打到视察窗，打开CCD的遮光盖，视察衍射光谱。可以看到一道强绿光和两道黄光比照。、、，由于在计算机上所能反映的光谱带宽为150nm-200nm之间，中心波长为550nm。读取三条尖锐光谱的位