光学系统之分光系统
分光器的原理和应用
分光器的原理和应用1. 分光器的原理分光器是一种光学器件，用于将输入的光信号按照一定的比例分成多个输出通道。
它是光纤通信系统中的重要组成部分，被广泛用于光网络的分配和传输中。
分光器的工作原理可以简单描述如下：•光信号输入：在光纤通信系统中，光信号是从信号源通过输入接口输入到分光器中。
•光信号分配：分光器中的光束会按照一定的比例分成多个输出通道，每个通道都有一定的输出功率。
•分光比例：分光器的不同通道分光比是通过内部的光学结构来实现的，比例可以根据具体的应用需求来调整。
•光信号输出：分光器的输出通道会将光信号输出到光纤尾纤或其他设备中。
分光器的原理可以基于不同的光学效应实现，常见的有激光开关、光栅、光纤等。
2. 分光器的应用分光器在光纤通信系统中有着广泛的应用。
下面列举一些常见的应用场景：2.1. 光网络分配在光网络中，分光器用于将光信号分配给不同的目标节点或用户。
通过不同的分光比，可以实现对光信号的灵活分配，满足不同用户的需求。
2.2. 光纤传输分光器可以用于将单个输入通道的光信号分成多个输出通道进行传输。
这在光网络的级联连接中特别有用，能够提高信号传输的效率和可靠性。
2.3. 光学传感器分光器在光学传感器中也有广泛的应用。
例如，在光谱分析仪中，分光器可以将光信号分成多个通道，分别进行不同波长的光谱分析。
2.4. 实验室研究分光器在实验室研究中也起到重要的作用。
例如，分光器可以用于调整不同波长的光信号的功率、相位等参数，以满足不同实验需求。
2.5. 调制和解调在光纤通信中，分光器可以用于调制和解调光信号。
通过调整分光比和光强，可以实现对光信号的调制和解调，进而实现信号的传输和接收。
3. 分光器的优势使用分光器的主要优势如下：•灵活性：分光器能够实现对光信号的灵活分配和传输，满足不同应用场景的需求。
•可靠性：分光器在光信号传输中能够保持较低的损耗和噪声，提高传输的可靠性和稳定性。
•简化系统：分光器能够减少系统中的光纤数量和连接点，简化系统结构，提高系统的可靠性和调试效率。
光谱仪的分光(色散)系统
闪耀光栅的主要好处在于可使光能量集中在第 一光谱级次（m=1）的λb 与第二光谱级次（m=2）的λb/2 附近。 a) 在“自准”条件下（α=β=ε），闪耀波长与闪耀角的关系为 2dSinε=m·λbm，可根据
需要的闪耀波长λbm 来设计相应的闪耀角ε。 b) 光栅的闪耀并非只限于闪耀波长，而是在该闪耀波长附近的一定范围内也有相当程
度的闪耀。 c) 如图表示为闪耀光栅的特性。这种光栅的一
级闪耀波长λb1=560nm，有 86%的光强集中在 一级，而其余 14%被分配在零级和其他各级 中。从该图可以看出，该光栅的二级光栅光 谱的闪耀波长λb2=560/2=280nm，实际上， 光强的分布难与理论值完全相符，因为光栅 刻线形状不可能精确地控制使其完全一致， 图中表现了两条曲线的差别。 总之，闪耀光栅可将某一波长的 75-85%的光 强集中到某一级次上，从而消除了一般光栅 把光强集中在零级，而使其他级次的谱线变得很弱的缺点。
浙江师范大学分析化学2 NhomakorabeaRayleigh 原则，指一条谱线的强度极大值恰好落在另一条强度相近的谱线的强 度极小值处，若此时这两条谱线刚能被分开，则这两条谱线的平均波长λ与波 长差Δλ之比值，称为仪器的理论分辨率 R，即 R=λ/Δλ。对于平面光栅，理 论分辨率 R=λ/Δλ=m·N，由此表明光栅的分辨率为光谱级次 m 与总刻线 N 的乘 积，不随波长改变而改变。 当级次 m 增加时，角色散率、线色散率及分辨率均随之增加。这时光栅偏转的 角度也越大，它在衍射方向的投影也越少，因而光栅的有效孔径也随之越小， 因此，光谱强度也相应减弱。 实际分辨率由于受许多客观误差因素的影响，总是比理论分辨率差，一台单色 仪的分辨率是它能分辩的最小波长间距，这个波长间距不但有赖于仪器的分辩 本领，而且也与狭缝的宽度、狭缝的高度及光学系统的完善性有关。在扫描式 单色仪中，分辨率通常用半强度带宽值报出（如图）。 谱线是狭缝的单色像，虽然采用窄狭缝对提高分辨率有利，但是，如果用太窄 的狭缝就会使光强度明显地减弱，在平面光栅的 ICP 光谱仪中用的狭缝宽度一 般为 20um 左右。
光学体系知识点梳理总结
光学体系知识点梳理总结一、光学基础知识1. 光的本质光是电磁波的一种，是一种由电场和磁场交替而成的波动现象。
光是由光源发出，经过介质传播，最终影响我们的视觉系统。
2. 光的特性（1）波动特性：光具有波动性，可以表现为干涉、衍射、偏振等现象。
（2）微粒特性：光也具有微粒性，可以用光子模型解释光电效应、康普顿效应等现象。
3. 光的传播（1）直线传播：在均匀介质中，光沿着直线传播，遵循光的直线传播定律。
（2）折射现象：当光线从一种介质进入另一种介质时，会发生折射现象，遵循折射定律。
（3）反射现象：当光线从介质表面反射时，遵循反射定律。
4. 光的颜色白光是由所有可见光波长组成的，当光通过色散介质时，不同波长的光会按不同程度发生偏折，从而产生色散现象。
5. 光学仪器（1）凸透镜：透镜是一种光学元件，可以将平行入射的光线聚焦或发散。
（2）凹透镜：凹透镜同样可以将平行入射的光线聚焦或发散，与凸透镜形成对称。
（3）棱镜：通过对光的折射和衍射，可以实现光的分光和复合。
二、光学成像1. 成像原理成像是光学系统中非常重要的一部分，成像原理是指当物体放在一定位置时，通过透镜、镜面等光学元件可以在另一位置产生与实物相似的像。
2. 透镜成像透镜成像是指通过透镜实现对物体的成像，分为凸透镜和凹透镜成像。
3. 成像公式成像公式是描述透镜成像的数学关系式，可以根据物距、像距、焦距等参数计算成像的位置和大小。
4. 像的性质像的性质包括实像与虚像、正像与负像、放大与缩小等，是成像过程中需要了解的重要内容。
5. 透镜组成像透镜组成像是指通过不同透镜的组合实现对物体的成像，常见的透镜组包括双凸透镜组、凹凸透镜组等。
6. 成像畸变（1）球差：由于透镜的非理想性，会出现球差现象，导致成像的模糊和色差。
（2）色差：不同波长的光经过透镜时折射角度不同，会导致色差现象，影响成像的清晰度。
三、光学仪器1. 望远镜望远镜是一种基于透镜或镜面的光学仪器，可以放大远处物体的像，包括折射望远镜和反射望远镜。
（学生复习资料）电视摄像
（学生复习资料）电视摄像第一章电视画面1、摄像机由哪些主要系统组成?光学系统、光——电转换系统、图象信号处理系统和自动控制系统等组成。
2、摄像机的光学系统是由哪些主要系统组成？变焦距镜头、色温滤色片、红绿蓝分光系统等组成，可以得到成像于各对应的摄像器材靶面上的红（R）、绿（G）、蓝（B）三幅基色光像。
3、摄像机根据质量性能和各自用途的不同分为哪三类？可分为广播级、专业级和家用级三类。
4、电视摄像的宽容度通常是什么比例？电视1：32；电影黑白片1：128；电影彩色片1：64；5、什么叫电视画面？电视画面的特性是什么？电视画面是指由电子摄录系统拍摄和制作的，由电视屏幕显现的图象。
电视画面是摄像机从开机到关机不间断地拍摄所记录下来地一个片段。
电视画面的特性指它的空间特性和时间特性。
6、电视画面的空间特性有几个方面的形态和特性？1屏幕显示；（2）平面造型；（3）框架结构。
7、电视画面的时间特性有几个方面的形态和特性？1单向性；（2）连续性；（3）同时性。
8、电视画面有哪些造型特点？1表现具象；（2）表现运动；（3）运动表现。
9、电视画面的取材要求一般有哪些方面？（1）电视画面的时空信息应清晰准确，简明集中；（2）电视画面的光色还原能力要力求真实、准确（特殊的艺术性创作除外）；（3）镜头运动时力求稳定、流畅、到位；（4）注意同期声的采录。
第二章电视摄像的造型元素1、什么叫电视景别？决定画面景别大小的因素有哪两方面？电视景别指被摄主体和画面形象在电视屏幕框架结构中所呈现出的大小和范围。
决定画面景别大小的两方面因素：一是摄像机和被摄体之间的实际距离，二是摄像机所使用镜头的焦距长短。
2、电视景别划分哪五种不同的景别？远景、全景、中景、近景和特写。
5、电视拍摄角度分哪三种角度？电视拍摄方向通常指哪三个相对位置？平角（平摄）、俯角（俯摄）、仰角（仰摄）。
正面、背面和侧面。
6、电视拍摄的要领指哪四方面？稳、平、匀、准。
分光光度计光学系统工作原理按顺序排列
分光光度计光学系统工作原理按顺序排列分光光度计是一种用于分析光谱的仪器，它通过光学系统将入射的光信号分解成不同波长的光谱成分，然后利用光电探测器进行测量和分析。
其光学系统是分光光度计的核心部分，它包括光源、样品室、分光装置和光电检测器等组成部分。
光源发射出来的光通过入射光口进入分光光度计的光学系统。
接下来，光线经过样品室，样品室内可以放置待测样品。
光线穿过样品后，进入分光装置。
分光装置利用棱镜或光栅等光学元件，将混合的光分解成不同波长的光谱成分，并选择出需要的波长范围。
分光后的光线再进入光电检测器，通过光电检测器探测出光信号的强度，完成光谱分析。
探测器将信号传输到信号处理系统进行处理和记录。
分光光度计的工作原理基于光谱的分解和光信号的检测，其光学系统起着至关重要的作用。
下面将详细介绍分光光度计光学系统的工作原理。
1. 光源分光光度计的光学系统首先需要一个稳定的、均匀的光源。
常见的光源有白炽灯、氙灯、钨灯等。
光源的工作原理是利用电能激发原子或分子，从而产生可见光或紫外光。
光源选择的关键点在于其辐射光谱范围和强度的稳定性，能够满足不同样品的测量需求。
2. 样品室样品室是光路中的一个重要组成部分，用来容纳待测样品。
样品室应具有良好的光学性能，能够保证光线的稳定传输和保护样品不受外界干扰。
在样品室中，光线会与样品发生作用，从而产生光谱的变化。
这也是分光光度计进行样品分析的关键环节。
3. 分光装置分光装置是分光光度计中的核心部分，它利用棱镜或光栅等光学元件将入射光分解成不同波长的光谱成份。
其工作原理是根据光的波长特性，将不同波长的光线分开，并选择出需要的波长范围。
分光装置的分辨率和稳定性对于光谱分析的精度和准确性至关重要。
4. 光电检测器分光光度计中常用的光电检测器有光电多道探测器（PMT）、光电二极管（PD）等。
光电检测器的工作原理是将光信号转化为电信号，并量化为光强度。
其检测灵敏度、线性范围和信噪比等参数决定了分光光度计的性能和测量精度。
分光器使用场景
分光器使用场景
分光器是一种常见的光学仪器，它可以将一束光线分成两束或多束，并且能够保持它们之间的相位关系。
分光器的使用场景非常广泛，下面就是一些常见的应用场景。
1. 光学显微镜：分光器可以将样品所发出的光线分成两束，一束用于样品成像，另一束用于测量样品的光谱信息。
2. 光谱仪：分光器是光谱仪的核心部件之一，它可以将一束光线分成很多条不同波长的光，并且能够保持它们之间的相位关系，这样就可以用于测量样品的光谱信息。
3. 激光器：分光器可以将激光器发出的光束分成多束，用于实现多束激光加工、多通道激光雷达等应用。
4. 光通信：分光器可以将光纤传输的光信号分成多个通道，用于实现高速光通信。
5. 光学传感器：分光器可以将光线分成多个波长，用于实现多通道光学传感器，可以同时测量多个参数。
6. 光学成像系统：分光器可以将镜头所收集到的光线分成多个通道，用于实现多通道成像系统，可以同时获得多个视角的图像信息。
总之，分光器的使用场景非常广泛，可以应用于各种光学系统和实验中。
- 1 -。
原子吸收光谱仪技术要求
原子吸收光谱仪技术要求1. 工作条件1.1 电源要求：230V （+5%~-10%），50/60 Hz；5000V A。
1.2 环境温度：+15℃～+35℃。
1.3 相对湿度：20～80%。
2. 系统描述仪器包含光源、火焰原子化系统、分光系统、检测器和工作站。
仪器由全中文的工作站软件完全控制（包括点火、气路控制等）。
3. 光学系统和检测器技术指标★3.1 光学系统：全反射、双光束分光系统，样品光束与参比光束具有同样的光学性，采用全息平面衍射光栅进行分光，具有良好的光学分辨。
3.2波长范围：189－900nm，波长精度≤±0.3nm，波长重复性≤±0.2nm。
3.3狭缝：狭缝的宽度自动选择，狭缝的高度自动选择。
★3.4灯选择：至少4个灯座，灯座固定以避免转动的磨损。
内置两种灯电源，可连接空心阴极灯和无极放电灯；可自动识别灯名称和设定灯电流推荐值。
4. 火焰系统技术指标4.1火焰系统安全保护：安全联锁装置与燃烧头，雾化器/端盖，排液系统，废液桶液面高度，气体流量等联锁，防止在任何不当条件下点火，当监测不到火焰或任何锁定功能能激活时，联锁系统会自动关闭燃烧气体，以防万一。
突然断电再通电时，仪器会按预设程序自动关机，确保安全。
4.2气路控制：由质量流量计控制，在软件中设定流量即可。
4.3雾化器：可调式通用型雾化器，高强度惰性材料预混室。
4.4燃烧头：全钛燃烧头，即使空烧也不会损坏。
★4.5 火焰系统采用氘灯背景校正技术。
4.6代表元素检测指标2mg/L Cu的Abs≥0.4 AbsRSD ≤0.3%5. 操作软件和计算机技术指标5.1提供中、英文操作软件，必须都能完全控制仪器和采集数据，具备自动诊断功能。
5.2数据处理能力：可获取仪器吸收值、浓度或发射强度等。
积分时间可按0.1秒的增量在0.1至60秒之间任选，读数方式包括时间平均积分、峰面积和峰高测量法，同时内置数理统计功能。
具有数据再处理功能。
分光系统(
（一） 棱镜（Prism） 1、棱镜的作用是把复合光分解为单色光。这是由于不同波长的光在同一介质中具 有不同的折射率而形成的。
常用的棱镜有 Cornu（考纽）棱镜是顶角 a 为 60°的棱镜； 为了防止生成双像， Littrow（立特鲁）棱镜是由 2 个 30°棱镜组成，一边为左旋石英，另一边为右旋石 英，左旋、右旋石英做成 30°棱镜。
好
sin A + θ = n sin A
2
2
（1）角色散率（偏向角随波长的变化率）
sin A + θ = n sin A 棱镜公式（等腰）
2
2
27
1 2
cos
A+ 2
θ
⋅
dθ dλ
=
sin
A 2
⋅
dn dλ
........∴
dθ dλ
=
2 sin cos A
A
2 +θ
⋅
dn dλ
2
Q cos A + θ = 1 − sin 2 A + θ = 1 − n 2 sin 2 A
二、分光系统（ monochromator, wavelength selector） 分光系统：将由不同波长的“复合光”分开为一系列“单一” 波长的“单色光”的器件。
理想的 100%的单色光是不可能达到的，实际上只能获得的是具有一定“纯 度”的单色光，即该“单色光具有一定的宽度（有效带宽）。有效带宽越小，分析的 灵敏度越高、选择性越好、分析物浓度与光学响应信号的线性相关性也越好。 构成：狭缝、准直镜、棱镜或光栅、会聚透镜。
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光学系统之分光系统、滤镜系统——摄像师（4）
分光系统
彩色摄像机是利用加色法原理来实现色彩再现的。
对于专业级别的摄像机，它对三原色光的感应往往是单独进行的。
因此，在摄像机的光路中必须有分光系统将景物的入射光分成红、绿、蓝三种原色光。
常用的分光系统有分光棱镜和三向色镜两种。
分光棱镜
分光棱镜的结构如图：
分光棱镜由三块棱镜和两个结合面组成，其中两个结合面上分别蒸镀有不同厚度的干涉膜。
第一个结合面上的干涉膜能反射蓝光，而让绿光和红光通过。
蓝光经过第一棱镜的前界面的全反射而最终到达感蓝CCD。
第二个结合面上的干涉膜能能允许红光通过而反射绿光，并最终使绿光到达感绿CCD。
红光通过两个结合面时不发生方向变化直接到达感红CCD。
成像光线经分光系统的分光作用后，变成三种原色光分别被各自的CCD接受，从而形成三个与原色光各自对应的影像。
分光棱镜由于其准确的分光性能而被普遍应用于专业级的摄像机中。
滤镜系统
摄像机滤镜转盘上的滤镜主要完成两方面的工作。
其一为较色温滤镜，它调整入射到CCD 上的光的光谱成分以配合白平衡调节；其二为中灰镜，用于配合摄像镜头的曝光及景深控制。
较色温滤镜
1、3200K档这档滤镜是无色透明的，它是为了配合摄像机处于3200K左右的低色温光源照明情况下的白平衡调整。
因为摄像机CCD固有的光谱感光性能与灯光型电影胶片相似，故在低色温照明下，其校色滤镜为无色透明的。
2、5600K档这档滤镜是橙色的雷登85B镜，它是为了配合摄像机在使用日光等高色温光源照明时的白平衡调整。
使用这档滤镜时，会导致大约一档的光量损失。
灰镜
灰镜档是为了配合曝光控制和景深控制的。
在摄像机上的灰镜档是以透光率来界定的。
理论上灰镜档分得越细越好，但过分细分是不可能的。
有的摄像机上木有单独的灰镜档，而是将灰镜和校色镜合而为一。
常见的是5600+1/mND（m 因不同的机型而不同）。
比如5600+1/16ND，即是将5600k档的校色镜与滤光镜合而为一，这种滤镜档位设计主要是为了配合室外强光拍摄的要求。
对于那些有单独灰镜档的摄像机，如DVW-790WSP，其灰镜档与滤镜档相互独立。
按照透光率的不同分为1/4、1/16、1/64等档位。
这种自由组合在实际拍摄中是很有用的，比如有3档灰镜和3档滤镜的摄像机总共会有9种不同的选择。
另外，有些摄像机还在滤镜转盘上留下一个空白位置，在这个位置上可以有选择地安装摄像师常用的效果滤镜，这在拍摄时是十分方便的。
常用效果滤镜
除了在摄像机滤镜转盘上的滤镜外，对于特殊拍摄效果的要求，摄像师还可以直接在镜头前安装滤镜。
一般在镜头的遮光斗上配有专门的滤镜插座。
这些插座也有尺寸之分。
电视摄像和电影摄影中的滤镜出来尺寸外木有十分严格的区分。
常用的滤镜有：
1、UV镜——一般属于镜头的固定配置
2、偏振镜——当拍摄某些静止画面时，用来消除被摄物表面的偏振光。
3、渐变镜——当被拍摄画面的左右或上下亮度发差较大时，使用渐变镜可以降低发差。
4、星光镜——根据所用星光镜的型号不同，拍摄夜景时可以使点光源呈现不同形状的星型效果。
5、柔光镜——起柔化焦点的作用，常用于女性人物的拍摄。