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光栅光谱仪实验. 浙江大学光电信息工程实验中心. 一 实验目的. 1、了解光栅的分光原理及主要特性；. 2、了解光栅光谱仪的工作原理；. 3、掌握利用光栅光谱仪进行测量的 ...
光栅 光谱仪 实验 指导书 doc 讲义 浙精品汇编
光栅光谱仪实验. 浙江大学光电信息工程实验中心. 一 实验目的. 1、了解光栅的分光原理及主要特性；. 2、了解光栅光谱仪的工作原理；. 3、掌握利用光栅光谱仪进行测量的 ...
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光栅光谱仪实验
浙江大学光电信息工程实验中心
一 实验目的
1、了解光栅的分光原理及主要特性；
2、了解光栅光谱仪的工作原理；
3、掌握利用光栅光谱仪进行测量的实验方法；
二 实验仪器
1、低压***灯及电源：、、、、；
2、透镜及固定调节架2个：（焦距f=45mm，口径38mm；焦距f=190mm，口径38mm）；
3、狭缝及固定调节架1个：0~2mm；
4、光栅及固定调节架1个：光栅自制；
5、USB接口摄像头及固定调节架1个；
6、计算机及软件；
三 实验原理
衍射光栅是光栅光谱仪的核心色散器件，它的记录介质多采用光致抗蚀剂，一般用激光器作光源，可产生每毫米几千条对的空间频率的光栅，并且通过曝光和显影，直接得到浮雕型的正弦透射光栅。相邻刻线的间距d称为光栅常数，通常刻线密度为每毫米数百至数十万条，刻线方向与光谱仪狭缝平行。当平行光入射到一块平面衍射光栅时，让衍射光波经过一透镜，则在透镜焦平面上得到光栅的夫琅和弗衍射图象，见图一。如果光源是平行于光栅刻痕的狭缝光源发出的准单色光，则衍射花样是一些分立的亮线（亮条纹）。
图一 光栅衍射图
亮纹位置满足如下条件——光栅方程式
…… （1）
式中，d为光栅常数，d=a+b， 在可见光范围内，d一般在1/1000～1/500mm之间。为第m级亮纹对应的衍射角，λ为入射光波长，i为入射平行光对光栅面的入射角，m为多缝干涉主极大级数。入射光处于光栅面法线同侧的亮条纹时上式中取正号；异侧时取负号。光栅上的每一条缝的单缝衍射在θ方向上P点产生一个光振动，N条缝在P点产生的N个光振动的振幅相同，他们的相干叠加决定了P点的光强，光栅衍射是单缝衍射和多缝干涉的总效果。
亮纹（主极大）中心位置满足光栅方程中m＝0，（θ＝0）时，dsinθ＝0为中央明纹中心。
        其他亮纹（主极大）中心位置：
        满足多缝干涉的光栅方程：  
（2）
不满足单缝衍射暗纹条件：
（3）
m’为单缝衍射暗纹级数。       （2、3）式要同时满足，才会出现主极大
        暗条纹位置：
（4）
（5）
         （4、5）式只需满足一个便是暗纹。
1．光栅的色散
复色光入射时，除零级外各波长的衍射亮线分开，各色