光学多通道分析器实验报告

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1、3几种人造光源光谱的观测田群王静菊（中国海洋大学海洋环境学院海洋气象系，山东青岛，266100）摘要:采用光学多通道分析器(OpticalMulti-channelAnalyzer简称OMA)分析了人造蓝光光源、黄光光源和红光光源的发射光谱特性。关键词：光学多通道分析仪CCD光谱3光学多通道分析器利用CCD作为光检测器3用计算机进行数据采集和输出。其核心部件线阵CCD是阵列型的光电传感器。将CCD用于光学多通道分析器中时，必须对仪器进行波长的标定[1]，进行标定的方法是将波长和CCD像元序数建立近似的函数关系。本文介绍了运用汞灯谱线进行定标，测量3种未知谱线的方法

2、。1实验装置WGD-6型光学多通道分析器由光栅单色仪、CCD接收单元、扫描系统、电子放大器、A/D采集单元和计算机组成，如图1所示，入射狭缝、出射狭缝均为直狭缝，宽度范围为0~2mm连续可调。光源发出的光束射入狭缝S1，通过M1反射的光经M2反射成为平行光投到平面光栅G上，经G衍射后的平行光束经物镜M3，G采用反射式平面闪烁光栅做色散元件成像在S2上。M2、M3镜焦距均为302.5mm,光栅G每毫米刻线600条，闪耀波长550nm。[2]图1WCG-6型光学多通道分析器原理示意图2波长标定和未知光谱的测量实验中用汞灯谱线对仪器进行波长标定，汞灯的谱线分布如图2。汞

3、灯谱线对应图2汞灯谱线的波长如表1。[3]根据文献[4],蓝光的波长范表1汞灯谱线波长对照表峰值编号1234波长/nm365.15404.66407.78433.92356789434.75435.84491.60546.07567.59101112576.96579.07607.26围为446~464nm，黄光578~592nm，红光620~760nm。三种光谱波长距离较远，为了减小误差，要对它们分别进行波长标定后测量。2.1人造蓝光光谱的测量根据蓝光波长范围446~464nm，利用汞灯波长404nm、407nm、434nm、491nm进行三次定标，如图3，得到

4、定标公图3蓝光区的定标式：y=c*x^2+d*x+ec=0.00007d=0.01786e=384.64065r=1.00000使用此定标结果测量人造蓝光光谱，测量结果如图4，寻得人造蓝光光谱的中心波长为471.43nm。图4蓝光光谱的测量人造蓝光光谱的波长范围约为432~510nm。2.2人造黄光光谱的测量黄光波长范围578~592nm，利用汞灯波长546nm、576nm进行线性定标，如图5，得到定标公式：图5黄光区的定标y=d*x+ed=0.07317e=524.92683r=1.00000使用此定标结果测量人造黄光光谱，测量结果如图6，寻得人造黄光光谱的中心

5、波长为587.12nm。光谱的波长范围约为554~614nm。32.3人造红光光谱的测量红光波长范围620~760nm利用汞灯波长546nm、576nm进行线性定标，如图7，得定标公式为：y=d*x+ed=0.07500图6黄光光谱的测量图7红光区的定标e=533.55000r=1.00000使用此定标结果测量人造红光光谱，测量结果如图8，得到人造红光光谱的中心波长为633.90nm，波长范围约为608~654nm。3结论（1）通过实验测得人造蓝光光谱的中心波长为471.43nm，波长范围432~510nm；人造黄光光谱的中心波长为587.12nm，波长范围554

6、~614nm；人造红光光源的中心波长为633.90nm，波长范围608~654nm。以上结果均与理论值基本符合。（2）存在的误差的原因分析：定标操作本身就是确立波长与CCD像元序数函数关系的一种近似，结果难免存在误差；人造光源的光谱可能本身就与理论值存在一定差异；实验环境中存在其他光谱的干扰。参考文献：[1]韦晓茹,居戬之等.CCD型光学多通道分析仪波长的标定[J].光学仪器2008,30（2）：26-30[2]刘畅,王世才等.利用光学多通道分析仪与分光光度计测定叶绿素的紫外-可见光区吸收光谱[J].物理实验2005,25（12）：38-41[3]杨述武,赵立竹等

7、.普通物理实验3-光学部分[M].第四版.北京：高等教育出版社.2007:3-4[4]毛骏健,顾牡等.大学物理学（下册）[M].北京:高等教育出版社.2006:91