如果一个给定波长在高衍射阶次上测得,比如从第一阶到第二阶,人们通常认为由于色散值成倍增加,因此分辨率极限也会成倍增加。然而,在单色仪中存在许多辅助光学元件如平面或者凹面反射镜、透镜等,实际情况中不可能实现分辨率极限的成倍增加。原因如下:
即使是半高全宽保持和低阶次测量时一样,光谱线型的劣化也常常会出现,原因在于FWHM中光子数目的减少导致谱峰的展宽。
对于刻线密度一定的光栅,一台光谱仪从机械角度上来说能够测量的最大波长(λ max1 )取决于光栅的机械旋转极限。因此,如果从一开始刻线密度为n1的光栅,切换成另一块刻线密度为n2的光栅,新的最大波长(λ max2 )为:
从表6可以清楚地看出,采用3600 g/mm光栅来衍射分离波长大于433 nm的光,这是无法实现的。如果要求色散值为0.77 nm/mm,在某一波长(比如600 nm)达到一定的分辨率,那么光谱仪必须具备640 mm的焦距(式 (5))。
这时,采用2400 g/mm光栅,色散值能够达到0.77 nm/mm,而且机械旋转能够实现最大波长650 nm。
在 实例 2, t解决该色散值问题的方案可以是在640 mm焦距的光谱仪中采用2400 g/mm刻线密度的光栅。由于色散值随焦距(LB)、刻线密度(n)和阶次(k)这些参数而变,对于某一波长上LB已知的情况,色散方程((式 (5))简化为:
(39) kn = 常数
常数(9)。因此,采用1800 g/mm光栅的二阶衍射来解决前述问题是不可行的,原因在于二阶衍射时工作波长为600 nm,也就是一阶衍射时工作波长为1200 nm,从表6可以看出,这块光栅的一阶衍射最大波长为867 nm。
然而,如果需要在UV波段250 nm处实现0.77 nm/mm的色散值,这一波长能够在1800 g/mm光栅的二阶衍射波长500 nm处观察,此时二阶色散值为0.75 nm/mm。这种情况下,500 nm波长的一阶衍射光也同样叠加在250 nm波长的二阶衍射信号上(反之亦然)。那么,可通过波长选择性滤光片来消除不必要的信号。
这一测量方法的主要缺点是光栅的二阶衍射效率不如一阶衍射高,而且阶次选择滤光片通常也会对信号产生衰减。如果采用经典刻划光栅,鬼线和杂散光还会随着阶次的增加而以平方增长。
如您有任何疑问,请在此留下详细需求信息,我们将竭诚为您服务。