单色仪使用中易被忽略的问题
(1)狭缝散射函数:单色仪从本质上讲,是波长连续可变的滤波器.根据滤波理论,一个滤波器的输出信号是输入信号和滤波器传递函数两者的卷积.故滤波器输出端的信号,一定要去除卷积,即解出卷积方程,才能得到真实信号.因为单色仪的仪器函数不是一个δ函数,单色仪出射的量不会具有100%的纯度.所以用单色仪测量一个光谱量,若不经过狭缝函数的修正,必然会使光谱形状发生畸变,俗称仪器加宽,具体说就是谱线加宽和分辩率降低.为了简化狭缝散射函数的确定,一般情况下应把单色仪的入、出射狭缝设置成等宽度,因这时得到的狭缝函数形式上最简单.
(2)光谱分辩率:经过单色仪分光后的值是单色仪的带宽和LED行业LED实际发出光谱的卷积.倘若LED的光谱带宽大于单色仪的光谱分辩率,则被测光谱不会因带宽引起变化.相反地,一个窄带的单色LED在通过低光谱分辩率的单色仪时光谱会引发变化.
(3)光学动态范围:它的大小取决于单色仪光学器件和配套电子仪器的质量好坏.大的动态范围有助于提高测量精度以及色品三刺激值的纯度.对LED进行色度测量时,颜色饱和度是否达到100%是测量精度的一个重要判据.动态范围的减小与引入测量噪声的大小成正比.此外单色仪与CCD阵列器件的光谱仪相比,由于后者的动态范围小,致使测量所得的光谱波峰削减13%之多.
(4)杂散光:在LED人才进行光谱测量时,杂散光是影响测量精度的主要原因,即使采取了许多措施,也只能减少杂散光而不能完全排除它,尤其是在可见光谱的短波段,这种影响更加显著.因为在兰光区白光LED的光通量只占10%.再者,由于所测信号和杂散光混在一起构成测量信号,所以在400nm波长点,0.5%的杂散光就会引起5%的定标误差,对白光LED而言,由于其发光光谱与普朗克发射体的偏差较大,所以更容易产生大的测量误差,因为测量的计算程序通常只能根据普朗克黑体或灰体为基础编制.所以兰色LED相对窄的波峰相对于荧光物质宽的发射光谱应设计一个合适的权重,以提高色度坐标测量的正确性.
单色仪使用中的一般技术
(1)光栅的准确对焦:目的是使被测光源的光达到光栅时能充满光栅,以便减小光通过单色仪后的衰减率.光斑太小使出射光的信号减小,光斑尺寸超过光栅又会使这部分光变成杂散光而降低测量精度.所以入射光的配置必须符合所用单色仪的f/D数,使得与LED匹配的透镜能使被测光正好临界地充满光栅.
(2)狭缝尺寸的设置:一般使出、入射狭缝等宽度,这时所得信号形状为等腰三角形,否则将变成梯形甚至更复杂的形状.狭缝的宽窄应根据被测光的强弱同步调节.狭缝的高度也要相应限制,这只能靠在出、入射狭缝前后放置各种宽度的平行光阑达到,因为单色仪一般并没有调节狭缝高低的功能.狭缝尺寸过大会降低光谱量的纯度,当仪器的最小实际带宽不大于设置带宽的1.2倍时,将得到最小的光谱带宽.
(3)波长鼓的使用:首先,由于气温变化造成波长尺的热胀冷缩,必须在紫外,可见和红外波段定期予以校正,校正时常用发射波长的低压汞灯、氘灯.
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