1、第七章 红外辐射测量仪器及基本参数测量7.1 红外辐射测量仪器一一 . 单色仪单色仪定义：定义： 单色仪是利用分光元件（棱镜或光栅）从复单色仪是利用分光元件（棱镜或光栅）从复杂辐射中获得紫外、可见和红外光谱且具有一定单色杂辐射中获得紫外、可见和红外光谱且具有一定单色程度光束的仪器。程度光束的仪器。组成：组成： 由狭缝、准直镜和分光元件按一定排列方式由狭缝、准直镜和分光元件按一定排列方式组合而成。组合而成。应用：应用： 单色仪作为独立的仪器使用时，可用于物体单色仪作为独立的仪器使用时，可用于物体的发射、吸收、反射和透射特性的分光辐射测量和光的发射、吸收、反射和透射特性的分光辐射测量和光谱研究，也
2、可用于各种探测器的光谱响应测量。谱研究，也可用于各种探测器的光谱响应测量。若把单色仪与其他体系组合在一起，则可构成各若把单色仪与其他体系组合在一起，则可构成各种光谱测量仪器。种光谱测量仪器。棱镜的角色散：棱镜的角色散：棱镜分辨本领：棱镜分辨本领：分辨本领是指分离开两条邻近谱线的能力分辨本领是指分离开两条邻近谱线的能力 棱镜的材料和形状最终决定了棱镜的分辨本领。棱镜的材料和形状最终决定了棱镜的分辨本领。色散元件棱镜：色散元件棱镜：1科纽 (cornu)棱镜用两个顶角为 30度的分别为左旋和右旋的直角棱镜粘结而成，以使最小偏向位置通过的光束不受石英晶体双折射和旋光性的影响。2李特洛 (Littro
3、w)棱镜顶角为 30度的直角棱镜，在其长直角面上镀上反射层。入射光经它反射后又沿原方向返回射出。所以它的作用等价于一个 60度三棱镜。应用于大型自准直式的光谱仪。3阿贝 (Abbe)恒偏向棱镜 平行光束以最小偏向角条件通过棱镜，出射光束方向和入射光束方向的交角恒等于 90度。这种棱镜多用于工作在可见光谱范围的单色仪。4瓦茨沃斯 (wadsworth)棱镜 反射镜系统 一个简单三棱镜和平面反射镜组合系统。平行光束以最小偏向角条件通过棱镜，再经反射镜反射，反射光束方向和入射光束方向的夹角也是恒定的。这种系统多应用在红外光谱范围的单色仪。5、阿米西 (Amici） 直视棱镜这种棱镜常用在一些小型的、
4、便携式的或直接用眼睛观察的光谱仪器中。由于中间平均波长偏向角为零，使仪器结构紧凑，使用方便。在大型光谱仪器中，因要求有很高的分辨率和大的角色散率，所以往往要用几块棱镜组合成多棱镜色散系统。6、多棱镜色散系统如图是二块简单三棱镜和一块阿贝恒偏向棱镜组合系统。色散元件光栅：色散元件光栅：闪耀光栅主极大的闪耀光栅主极大的位置服从光栅方程式：位置服从光栅方程式：m 为衍射级次级，为衍射级次级， m=0， 1， 2， b 为光栅常数；为光栅常数； i 为入射角；为入射角； 为衍射角。为衍射角。光栅的角色散率：光栅的角色散率：光栅的分辨本领光栅的分辨本领W： 是有效孔径宽度，是有效孔径宽度， W=bNcos，b是一条划线的宽度，是一条划线的宽度， N是划线总数，是划线总数， 是衍射角。是衍射角。光栅的分辨本领与划线总数光栅的分辨本领与划线总数 N和光谱的级数和光谱的级数 m成正比。成正比。光栅可以是平面的也可以是球面的。光栅可以是平面的也可以是球面的。红外光栅红外光栅是用于红外到远红外波段的反射式衍射光栅。它的特点是刻槽间隔比较宽 。如果光栅用于波长为 50微米波段，则光栅常数必须大于 25微米。因此每毫米宽度内刻槽数不能多于 40。光栅可用的最长波长和光栅常数的关系：双闪耀光栅（或称宽波段红外光栅）光栅的制作 :
