光柵分光是分光測(cè)色儀常見的分光方式,其根據(jù)光柵性狀的不同,又可以分為平面光柵分光測(cè)色儀和凹面光柵分光測(cè)色儀。對(duì)于平面光柵分光測(cè)色的原理、特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì),許多的用戶不是很了解,下文對(duì)此做了介紹。
分光測(cè)色儀常見分光方式:
分光測(cè)色儀常見分光方式是光柵分光,光柵后分光是利用核心光學(xué)器件將復(fù)合光分開為按一定波長(zhǎng)規(guī)律依次分布的光譜帶,在光譜帶出放置金屬擋片,通過在金屬擋片上開細(xì)條縫隙,讓特定波長(zhǎng)的光透過,而阻擋不需要的光,透過金屬擋片的光到達(dá)接收單元,實(shí)現(xiàn)分光。光柵分光效率高、分光準(zhǔn)確、雜散光低、波長(zhǎng)準(zhǔn)確性高,可實(shí)現(xiàn)更高的測(cè)量靈敏度和線性范圍,是目前中高速生化分析儀的主流分光方式,在分光測(cè)色儀中也較為常用。
據(jù)光柵的形狀,又可分為平面光柵和凹面光柵。平面光柵需要配合準(zhǔn)直鏡、聚焦鏡等光學(xué)元件來(lái)實(shí)現(xiàn)光的準(zhǔn)直、分光和聚焦;凹面光柵則兼具分光和聚焦的功能,不需要額外的聚焦元件。
平面光柵分光測(cè)色儀的原理:
平面分光分光測(cè)色儀的工作原理基于光的色散現(xiàn)象和光電轉(zhuǎn)換原理。首先,儀器的光源發(fā)出的光照射到被測(cè)物體表面,物體對(duì)不同波長(zhǎng)的光進(jìn)行選擇性吸收、反射或透射。反射或透射光進(jìn)入儀器內(nèi)部,通過準(zhǔn)直鏡將光線變?yōu)槠叫泄?,平行光照射到平面光柵上。平面光柵是在平面基板上刻有一系列等距且平行的刻痕或槽線,當(dāng)平行光照射到光柵上時(shí),根據(jù)光的衍射和干涉原理,不同波長(zhǎng)的光會(huì)以不同的角度衍射,從而將復(fù)合光分解成按波長(zhǎng)順序排列的單色光。這些單色光再通過聚焦鏡聚焦到光電探測(cè)器(如光電二極管陣列)上,光電探測(cè)器將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),經(jīng)過信號(hào)處理和放大后,由儀器的微處理器對(duì)電信號(hào)進(jìn)行分析和計(jì)算,根據(jù)預(yù)先設(shè)定的算法和色彩空間模型(如CIELAB、CIEXYZ等),將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的顏色參數(shù)值,如色度坐標(biāo)、亮度值等,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物體顏色的測(cè)量和分析。
平面光柵分光測(cè)色儀的特點(diǎn):
1.高精度分光
平面光柵能夠?qū)?fù)合光精確地分解為不同波長(zhǎng)的單色光,分光精度較高,可分辨出微小的波長(zhǎng)差異,從而準(zhǔn)確測(cè)量物體的光譜特性。
2.多波長(zhǎng)同時(shí)測(cè)量
通常配備光電二極管陣列等探測(cè)器,可同時(shí)測(cè)量多個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào),快速獲取物體的光譜數(shù)據(jù),提高測(cè)量效率。
3.可定制化
可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求,選擇不同規(guī)格的平面光柵和探測(cè)器,調(diào)整儀器的光譜測(cè)量范圍、分辨率等參數(shù),以適應(yīng)不同類型物體的顏色測(cè)量。
4.結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜
由于需要準(zhǔn)直鏡、聚焦鏡等多個(gè)光學(xué)元件來(lái)實(shí)現(xiàn)光的準(zhǔn)直、分光和聚焦,儀器的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,對(duì)光學(xué)元件的安裝和調(diào)試要求較高。
平面光柵分光測(cè)色儀的原理的優(yōu)勢(shì):
1.高分辨率和準(zhǔn)確性
能夠提供較高的光譜分辨率,準(zhǔn)確測(cè)量物體的顏色特性,對(duì)于顏色差異較小的樣品也能進(jìn)行精確區(qū)分,適用于對(duì)顏色準(zhǔn)確性要求極高的行業(yè),如高端印刷、色彩科學(xué)研究等。
2.寬光譜測(cè)量范圍
可以覆蓋較寬的光譜范圍,從可見光到近紅外光等,滿足不同材料和應(yīng)用場(chǎng)景的顏色測(cè)量需求。
3.良好的重復(fù)性和穩(wěn)定性
通過精確的分光和穩(wěn)定的光電探測(cè)系統(tǒng),具有較好的重復(fù)性和穩(wěn)定性,在多次測(cè)量同一物體時(shí),能夠得到較為一致的測(cè)量結(jié)果,保證了測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性。
4.數(shù)據(jù)豐富
不僅可以測(cè)量物體的顏色參數(shù),還能提供詳細(xì)的光譜數(shù)據(jù),為顏色分析和研究提供更豐富的信息,有助于深入了解物體的光學(xué)特性。
5.廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域
可應(yīng)用于多個(gè)行業(yè),如涂料、塑料、紡織、電子、汽車等,用于顏色質(zhì)量控制、配色、產(chǎn)品研發(fā)等方面,是實(shí)現(xiàn)顏色準(zhǔn)確測(cè)量和管理的重要工具。
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