モノクロメータ(分光器)/検出器
分光光学について
グレーティングの選択
グレーティングの推奨レンジは、次の一般式で与えられます：
2/3λ〈 λ 〈 2λ
ここでλはグレーティングのブレーズ波長
F/値と口径比の関係
f/値 | f/2 | f/3 | f/4 | f/5 | f/8 | f/10 |
|---|---|---|---|---|---|---|
Ω(度) | 14.48 | 9.6 | ||||
口径比 | 0.25 | 0.16 |
スペクトログラフの場合
バンドパスは、フォーカルプレーン上で分散したスペクトル幅として定義されます。
アレイ検出器の理論的な分解能は、検出器の3ピクセルに亘る分散に対応します。
例：
2048×512ピクセルCCD (13.5×13.5 υm 3 pixel)を使用するTriax 550の場合(1200 gr/mmグレーティング)
- FWHMは、Hg、Znなどの原子発光ラインを用いて測定されます。
帯域または分解能の定義
単色光源としてモノクロメータを使用した場合
バンドパスは、連続スペクトルを持つ光源を入射した際にモノクロメータを透過するスペクトル幅として定義され、モノクロメータの光学分散と入射スリットの口径比の積で与えられます。
スリットの幅を小さくしてゆくと、機器の分解能と呼ばれる上限に達するまで、バンドパスは減少してゆきます。一般的に、分解能は回折限界でのスリット幅で使用した場合、FWHM (Full Width at Half Maximum height) に対応します。
例：
TRIAX 320の逆線分散：
Dispersion = 2.64 nm/mm
100 μmのスリット幅で測定
Band Pass = 2.64 x 0.1 = 0.264 nm
- 10 μmのスリット幅で測定。この分解能は、モノクロメータの仕様中に記載されます。
Resolution = 0.06 nm
ナノメータ変換式
エネルギー
例：
E=1.6 eV
ΔE=0.01 eV
λ=768.75 nm
Δλ=4.77 nm
エネルギー cm (波数)
例：
υ=50000 cm-1
Δυ=20 cm-1
λ=200 nm
Δλ=0.08 nm
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