目前光學儀器應用較為廣泛的分光方式為凹面光柵分光，更詳細一點的名稱就是凹面反射光柵分光。即大多數高檔儀器采用的都是凹面光柵分光，因為這種分光方式的特點就是具有非常高的分辨率，這對于儀器的測量精準度來說是一個非常大的提升。那么什么是凹面光柵？霧度儀儀器上凹面光柵的作用是什么呢？
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凹面光柵工作方式
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什么是凹面光柵？凹面光柵又被稱為羅蘭光柵，是一種在高反射率凹面金屬上刻劃一系列的平行線條構成反射等距光柵，它同時具有分光和聚光能力，且可以減少對光的吸收現象，只存在光柵面一次反射的光損失，且無色差。若將狹縫光源和凹面光柵放置在同一圓周上，且該圓的直徑等于凹面光柵的曲率半徑，可得到很銳的細光譜線，該圓稱為羅蘭圓。常見的凹面光柵光譜儀有三種裝置，即羅蘭裝置，帕邢裝置和依格爾裝置。

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那么什么是分光呢？分光是一種從復合光中分離出各種不同波長的光的行為。因為光的本質是一種波，分光的作用是把光源發出來的復合光中不同波長的光分離，展開形成為光譜。以光柵為色散元件的分光方式通常有兩種，分為面衍射光柵和凹面衍射光柵。光柵分光不受材料透過率限制，可以在全光譜中應用，光柵的分辨率比棱鏡好。材料透過率目前在精密光學原件上最多只能做到98%-99%，常用的透過率材料未92%的超白玻璃。

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光柵分光方式可分為反射分光和透射分光，反射光柵應用于光學儀器，其應用范圍較為廣泛，又可以分為平面光柵（我們上一篇文章有介紹過）和凹面光柵（也被稱為階梯光柵）。我們主要講的凹面光柵分光其實就是一種凹面反射光柵分光。凹面光柵分光是一種先進的分光方式，不像棱鏡分光那樣受制于材料的透過率，可以得到有效的復合光全光譜，從而獲得更大的產品應用檢測范圍。

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凹面光柵的分辨率是指以點光源或線單色光源入射時，在像面上按照瑞利準則可分辨的最小光譜范圍。不過在實際檢測中沒有這種光源，總是帶有一定的尺寸大小和光譜帶寬，因此需要考慮它們對分辨率的影響。檢測系統的光源采用標準汞燈，檢測波段為200～1000nm。汞燈出光用光纖耦合，用聚光透鏡將光斑聚焦在狹縫中心上，以近似點光源發散球面波入射到凹面光柵表面。必須注意的是入射光經光柵衍射的特征譜線事實上有一定的帶寬;狹縫上的聚焦光點也有一定的尺寸大小;經過狹縫的入射球面波必須充滿整個光柵表面。

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儀器的分辨率是指儀器兩條波長相差極小的譜線，按Rayleigh原則可分開的能力。Rayleigh原則是指一條譜線的強度極大值恰好落在另一條強度相近的譜線的強度極小值處，若此時這兩條譜線剛能被分開，則這兩條譜線的平均波長λ與波長差Δλ之比值，稱為儀器的理論分辨率R，即R=λ/Δλ。

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實際分辨率由于受許多客觀誤差因素的影響，總是比理論分辨率差，一臺單色儀的分辨率是它能分辨的最小波長間距，這個波長間距不但有賴于儀器的分辨本領，而且也與狹縫的寬度、狹縫的高度及光學系統的完善性有關。在掃描式單色儀中，分辨率通常用半強度帶寬值報出。目前常用的分辨率為10nm，極少有光學儀器使用分辨率更高的5nm。

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霧度儀上的凹面光柵分光作用是利用光的衍射和干涉現象制作而成的色散元件，當光反射到該色散元件時，將復合光的光譜能夠完整、精確的分光。通過凹面光柵分光的作用是得到最終的復合光光譜，從而可以利用這個光譜進行一些儀器方面的應用和研究。

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三恩時霧度儀YS6002按照CIE 規定透射幾何光學結構D/0°（漫反射照明/0度接收）設計，采用凹面光柵分光形式，用256象元CMOS進行信號采集，精確得到透射樣品的透過率。儀器配備360~780nm全光譜高壽命光源，光學系統光學分辨率為10nm，儀器內置多種顏色空間和色差公式，可對樣品進行多個維度的色度表達。按照ASTM D1003/D1044霧度儀標準精確實現透射樣品的霧度測量。