[已解决]有关光谱仪 入射角与衍射角计算的问题

moyu415

M型CT结构的平面光栅光谱仪，参考某硕士论文，计算入射角与衍射角时遇到了以下几个问题：

1、论文中用到的光路如图一所示，图中入射角与衍射角在光栅法线同侧，计算过程如图二所示，计算后入射角为负值，是不是意味着入射角和衍射角在法线两侧？

2、如果按照入射角与衍射角在法线两侧，计算过程如图三所示，那么只有衍射级次m取-1时，才能和上述计算的角度值相符，那么我这样的计算过程是否正确呢？我看到其他文章中说：光栅方程d(sini±sinθ)=mλ，左边正负号取决于入射角和衍射角的位置，而右边m通常都取1而不是-1

3、对于入射角和衍射角之间的夹角大小，文献中有取32°或是30°的，那么这个取值是按照设计经验还是其他准则来定的？通常多少合适？

          图一

         图二




         图三

最佳答案

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Feblyluo

2021-9-11 09:21

moyu415 发表于 2021-9-10 14:45
我把论文中的计算过程贴出来，画红线的是与自己计算对不上的

你直接将论文里面计算的i和theta值回带到光栅方程中，这个方程左右两边不等，所以他应该也是考虑了符号规则的。至于入射和反射在两侧时，方程为什么还是+号，那得看他参考的什么标准了。有的参考书里面方程是有±的，有的参考书里面是直接+号的。

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Feblyluo

下面是我的理解，没有做过这样的光谱仪，只针对公式，如有问题，请指正

慢慢是我

你这个算出负值的原因是你的光栅刻线密度太小，入射角和衍射角夹角太大了，如果对分辨率要求不高的话，就不用换光栅，减小夹角，我算了一下，你这个夹角取19°一下可以算出正值，这个夹角越小像差越好校正，但是也要考虑光学元件是否可以放下
或者入射光和衍射光在法线两侧的话，入射角24.8°  衍射角5.2°

moyu415

Feblyluo 发表于 2021-9-9 10:44
下面是我的理解，没有做过这样的光谱仪，只针对公式，如有问题，请指正

非常感谢亲自推导，当入射角和衍射角在法线两侧时，关于入射角与衍射角的符号规则，这个确实疏忽了，查了《光谱仪器学》，下图是书中做出的定义，入射角加上负号后重新算了一遍，和您的推导过程一致。

moyu415

慢慢是我 发表于 2021-9-9 10:59
你这个算出负值的原因是你的光栅刻线密度太小，入射角和衍射角夹角太大了，如果对分辨率要求不高的话，就不 ...

感谢回复，因为先看过的一篇文献，波长范围是350~450nm，刻线密度1800l/mm，自己推算了一遍参数与文章中完全一致，后来看到这篇硕士论文，再次计算的时候才碰到了帖子中的问题，主要是后面计算还涉及到闪耀角和主闪耀波长的计算，需要用到入射角和衍射角。

moyu415

我把论文中的计算过程贴出来，画红线的是与自己计算对不上的

Feblyluo

moyu415 发表于 2021-9-10 14:45
我把论文中的计算过程贴出来，画红线的是与自己计算对不上的

你直接将论文里面计算的i和theta值回带到光栅方程中，这个方程左右两边不等，所以他应该也是考虑了符号规则的。至于入射和反射在两侧时，方程为什么还是+号，那得看他参考的什么标准了。有的参考书里面方程是有±的，有的参考书里面是直接+号的。

郭凤妮

你好，请问为什么要计算副闪耀波长呢？关于入射角和衍射角取30°的原因可以具体讲解一下吗？