我們現(xiàn)在設(shè)定光源是連續(xù)的,儀器的光譜帶寬就是值能夠被分開的光譜的間距,這個(gè)間距的大小直接決定了儀器的分辨率,像是色差儀這樣的儀器光譜的帶寬直接決定了儀器可以測(cè)量產(chǎn)品的范圍。儀器光譜帶寬取決于多種因素,包括光柵的寬度。系統(tǒng)成像的偏差、探測(cè)器的空間分辨卡以及入口狹縫和出口狹縫的寬的等等。
光譜是所有顏色檢測(cè)設(shè)備研發(fā)的基礎(chǔ),光譜直接決定色譜的變化,同時(shí)也決定儀器的使用方向和使用范圍。色差儀也不例外,一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)色差儀可以測(cè)量什么物質(zhì)、在什么環(huán)境下測(cè)量都與光譜有關(guān),客戶在選擇色差儀時(shí)也要注意儀器的光譜分布和光譜曲線,這是色差儀的一項(xiàng)重要性能。
現(xiàn)在我們假設(shè)使用一臺(tái)光譜儀來測(cè)量?jī)x器光源發(fā)出的光譜,如果光源只發(fā)射單色波長(zhǎng),這一信號(hào)被接受后光譜儀開始內(nèi)部分析,那么光譜儀輸出的應(yīng)該等于光源的發(fā)射譜。
但是實(shí)際情況中,光譜儀并不是理論上的理性情況,光譜儀本身也會(huì)對(duì)純單色光產(chǎn)生明顯的光譜展款。單色光展寬為有限寬度的譜線,這個(gè)寬度被稱作“儀器線形” 或者儀器光譜寬度。就像我們前面說每臺(tái)光學(xué)儀器都是存在光譜寬度的。
我們采用更為精密的光柵攝譜儀,我們?cè)谥涝谏顑x行業(yè)中,分光色差儀是精度非常高的這種儀器里面就含有光柵,目的就是為了縮短光譜寬度加大測(cè)量精度。固定光柵攝譜儀的配置分析幾乎為單波長(zhǎng)的光信號(hào)如單模染料激光器的光速,可得到儀器線形。在給定入口和出口狹縫參數(shù)的前提下。根據(jù)待測(cè)單色波長(zhǎng)來設(shè)置光柵的傾斜角度,同時(shí)激光器給出不同的波長(zhǎng)。
分析的結(jié)果就是,光譜帶寬可定義為單色光輸入時(shí)的半高全寬(FWHM)。任何光譜結(jié)構(gòu)均可認(rèn)為是無數(shù)個(gè)不同波長(zhǎng)的單色光之和。因此,儀器線形、實(shí)際光譜和記錄光譜之間存在一定的關(guān)系。
假設(shè)B(l)是待分析光源的真實(shí)光譜。
假設(shè)F(l)是光譜儀記錄下的光譜。
假設(shè)P(l)是儀器線形。
F=B*P(2-18)
記錄光譜F(l)是待測(cè)光譜和儀器線形的卷積。
儀器線形與多個(gè)參數(shù)相關(guān):
入口狹縫的寬度
出口狹縫的寬度或者采用多通道探測(cè)器時(shí)單個(gè)像素的大小 ?
衍射現(xiàn)象 ?
成像偏差
系統(tǒng)組件的質(zhì)量和準(zhǔn)直情況
每個(gè)影響參數(shù)可以用一個(gè)特殊函數(shù)Pi(l)來表達(dá),每個(gè)函數(shù)在忽略其他參數(shù)的情況下得到。綜合的儀器線形P(l)是這些單個(gè)函數(shù)的總卷積。
P(λ)=P1(λ)*P2(λ)*……*Pn(λ)(2-19)
通過光譜寬度分析來更了解色差儀的光譜寬度與儀器精度和測(cè)量范圍的關(guān)系,更方便用戶在選擇不同型號(hào)色差儀參考規(guī)格參數(shù)。