光学多通道分析报告器实验报告材料

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1、实用文档光学多通道分析器的应用【摘要】光学多通道是一个能够同时对多个检测通道完成光电转换，实现光谱并行检测的探测器。光学多通道利用现代的光电技术——CCD来实现对光谱的接收、测量和处理。本实验通过光学多通道分析器测量了未知光谱（黄光，红光，蓝光等）的波长范围。【关键词】光学多通道，CCD，光谱【正文】一、实验目的1、了解光学多通道分析器的结构原理；2、学习光学仪器的校正方法；3、掌握用光学多通道分析器测量未知光谱的方法。二、实验仪器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采集单元及计算机组成。该

2、设备集光学、精密机械、电子学、计算机技术于一体，是当代光学测量仪器的典型代表。光学系统采用C—T型，如图2-1所示入射狭缝、出射狭缝均为直狭缝，宽度范围o—2mm连续可调，光源发出的光束进入入射狭缝s1、s1位于反射式准光镜M2的焦面上，通过S1射入的光束经M2反射成平行光束投向平面光栅G上，衍射后的平行光束经物镜M3成像在S2上。M2、M3焦距302．5mm文案大全实用文档光栅G每毫米刻线600条闪耀波长550nm二块滤光片工作区间白片350—600nm，红片600—900nm仪器的整体结构如图3-2所示三、基本知识1、光谱光谱是将复色光(

3、白光)经过色散系统分光后的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，全称为光学频谱。光谱中人眼可见波长范围内的电磁辐射称作可见光。发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱。2、色散复色光(白光）分解为单色光而形成光谱的现象叫做光的色散。色散可以利用棱镜或光栅等作为“色散系统”的仪器来实现。3、平面衍射光栅一种由密集﹑等间距平行刻线构成的光学器件。分透射和反射两大类。它利用多缝衍射和干涉作用﹐将射到光栅上的光束按波长的不同进行色散﹐再经成像镜聚焦而形成光谱。光谱仪常用的是反射光栅﹐而且是反射闪耀光栅。4、光栅方程文案大全实用文档d是光栅常数，λ

4、是入射光波长，j是衍射级次，φ是入射角；θ是衍射角，当入射线与衍射线在法线同侧时取“＋”；异侧时取“－”。四、实验内容1、调节狭缝S1宽度，使其约在0.2mm左右（以后应根据光强情况及分辨率要求随时调节）。2、根据所测波长安装滤光片。3、把汞灯对准狭缝并开灯预热。4、把光栅单色仪的“转换开关”拨到“CCD”挡，先开外围设备，最后打开计算机。5、按照使用说明书“操作方法”的要求，用计算机对仪器进行各种控制，全面掌握仪器的各种性能。6、用汞灯的标准波长矫正光学多道分析器。7、手动定标。8、自拟方案，测量各种灯的波长。汞灯的标准波长（nm）690．

5、716623．437612．327607．264579．065576．959546．074491．604435．835434．750433．924407．781404．656365.151五、实验过程1、蓝光：定标步骤：低压汞灯发出的光经多色仪分光后，其光谱带成像在CCD的感光像元上，CCD就将这个光信号转换成电压值，这些电压值经过放大模数转换和计算机采集，处理得到低压汞灯的光谱图。其中横坐标是通道数，纵坐标是光强。通过对已知谱线定标，将横坐标由CCD的通道转化为波长。选取两个峰值则进行线性定标，三个峰值则进行二次定标，四个峰值则进行三次定标

6、。对照标准汞的光谱图进行定标。文案大全实用文档（1）.线性定标：图一选取其中的两个点，进行线性定标。将通道数转换为波长值。将蓝光照射狭缝。得到蓝光光谱图如下：其中蓝光的中心波长是459.02nm，波长范围是：440nm~490nm。图二文案大全实用文档（2）二次定标：在图一中仍可以进行二次定标，选取三个点，得到二次定标蓝光的中心波长是461.99nm，波长范围是440nm~490nm。光谱图如下：图三（3）四次定标，选取图一中的全部四个点进行定标：图四文案大全实用文档四次定标的蓝光的中心波长是487.29nm，波长范围是445nm~510nm

7、。光谱图如下：图五分析发现：线性定标的蓝光最大波长是459.02nm。二次定标的蓝光最大波长是461.99nm。四次定标的蓝光最大波长是487.29nm。线性定标和二次定标结果相近且误差不大。四次定标的结果偏离理论值。由dsinθ=kλ可知。当角度较小时，角度间隔最小，当角度增加时，角度间隔增加。所以光谱排列并非按角度θ线性分布。当角度θ较小时，sinθ≈θ，可以简化为线性，即可采用线性定标，更进一步可以从级数展开的角度采用2次，3次或4次定标。但是由于CCD器件本身尺寸的限制，采用3次和3次以上拟合的结果已失去意义，采用二次定标已经足够了。

8、2.、黄光定标如下：得到黄光中心波长是589.49nm，黄光波长范围是：570nm~600nm。文案大全实用文档图六图七文案大全实用文档3、红光：得到红光中心波长是