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拉曼光谱仪光谱分辨率的影响因素(一)

发布时间:2020-11-27 09:11:59 浏览量:130 作者:Joe

摘要

光谱分辨率R是拉曼光谱仪性能指标之中的一项重要参数,它直接决定了拉曼光谱仪能分辨的最小波长,其定义为R=λ/∆λ,该式子中

∆λ表示光谱仪在波长为λ时能区分的最小的波长值。在拉曼光谱中,研究者所关心的信息经常会是各种外界因素改变引起的微小的特征

峰峰位移动、特征峰峰宽的微小变化等。因此,高分辨率拉曼光谱对于研究者来说常常显得尤为重要。


光谱分辨率R是拉曼光谱仪性能指标之中的一项重要参数,它直接决定了拉曼光谱仪能分辨的最小波长,其定义为R=λ/∆λ,该式子中

∆λ表示光谱仪在波长为λ时能区分的最小的波长值。在拉曼光谱中,研究者所关心的信息经常会是各种外界因素改变引起的微小的特征

峰峰位移动、特征峰峰宽的微小变化等。因此,高分辨率拉曼光谱对于研究者来说常常显得尤为重要。


这里我们将对影响现代色散型拉曼光谱仪光谱分辨率的几个因素进行介绍,分别为入射狭缝宽度、光栅的刻线数密度N、光栅的焦长F

等。下图是我司代理的Nanobase拉曼光谱仪的结构示意图,采用体相位全息透射式光栅。


 

一、光栅刻线数密度

色散度D通常用来描述光谱仪分光的能力,高色散度对应着高光谱分辨率,对于k级衍射,在使用N (gr/mm)刻线数光栅,焦长为F的情

况,色散度D可表示为如下关系:


 

光栅具有色散分光的能力(色散能力用色散度表示),它是在材料表面刻划出一系列相互平行并且彼此之间严格等宽的凹槽制成的。光

栅的色散度与光栅的刻线数密度(N单位为gr/mm,表示每毫米的刻线数)成线性关系,并且,刻线数密度越大,光栅的色散度越

大,色散分光能力越强。例如,1200gr/mm光栅色散度是600gr/mm光栅色散度的两倍,从而,在相同焦长下,1200gr/mm光栅在

ccd上光谱分辨率是600gr/mm光栅的两倍,但是前者提供的光谱图像范围是后者的一半,如下图。


 

从上图我们可以看出,具有较大刻线数密度的光栅在一定焦长下,具有更高的色散度,从而也就具有更高的光谱分辨率,可以观察到样

品光谱的更多细节。当然,相对的,在一定的CCD靶面上,所接收到的光谱范围也更小。


我们将在后续文章中继续介绍影响拉曼光谱仪分辨率的其他几个因素。


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