最新光学多道分析器(OMA)实验报告---副本

实验题目

光学多道分析仪实验

实验目的

1、 了解光学多道分析仪（OMA ）的组成及工作原理 2、 学习使用OMA的方法。

3、 了解计算机在光学数据采集、分析处理中的应用。

实验原理

CCD的工作过程是：当CCD受到光照后，各个CCD单元内储存的电荷量 与它

的曝光量成正比，若给它施加特定时序的脉冲，其内部单元储存的信号电 荷便能在

CCD内作定向传输，实现自扫描，进而将由光照感生的电荷依次传 送出去。

CCD主要有线阵和面阵两种类型：面阵CCD已被广泛应用到科研、生产、 医学

和日常生活中，如摄像机和数字照相机等等，光谱仪器则主要采用一维线 阵 CCD。

由于CCD的结构特点，利用它作为光谱分析仪的探测元件，可以同时采 集一定波长范围内光谱中各个波长点的数据；若同时将其输出的电脉冲信号经 数-模（A/D ）变换后串行输入计算机，可由计算机对光谱信息进行采集，分析 和处理，并在计算机的显示屏上近乎实时地显示出光谱的强度分布图，进而实 现光谱的快速分析。应用这类系统对较弱信号进行光谱分析时，也只需几分钟 的曝光时间即可完成。

实验设备

多色仪、CCD探测器及相关电路、数据采集卡和相关专用微机、汞灯、日光 灯、氖灯、打印机

实验内容

1测量CCD-OMA的波长分辨率；

2、 波长标定（用汞灯的谱线 6.1 nm 578.0nm）; 3、 测介质膜的透过率曲线； 4、 确定CCD的波长响应范围。

实验步骤

1、 测量CCD-OMA的波长分辨率：用汞灯（577nm和578nm）。进行分辨率测

试，分辨率定义为：R-八为两谱线对应CCD道数的差值。（打印出谱线 图）

步骤：

（1） 、在 win98界面中，点击 CCD测量软件图标。按 F1 （ collect and

disp.Spectrum）,再按F3（ real time）进入连续采集并实时显示。

（2） 、打开汞灯，调节狭缝大小，汞灯到狭缝的距离，旋转棱镜，聚焦。 （3） 、调出汞灯光谱后，找到（577nm和578nm）双峰位置，调节最佳效 果。然后按ESC退回上一级，按F1 （single-time）进入单次采集，按下“ W” 后，左右移动指针找到两谱线对应的道数，并按 P在谱图中标记出道数。代入 公式算出分辨率。

（4） 、谱线打印。

2、 波长标定（用汞灯的谱线 6.1 nm和578.0nm）:

步骤：

（1） 、进入软件界面。在连续采集模式下，把图像调至最佳，把 对应的谱线调至最左端（有利于下面实验进行）。

（2） 、单次采集模式下，按下“ W”后左右移动指针并记下两谱线对应的 道数。

（3） 、退出至主菜单，选择 F6（wavelength correction prog.）并按下P，输 入相应的波长（61,5780）和道数，即可完成波长标定。（标定波长后不能再 旋转棱镜，否贝S需要重新标定！）

6.1 nm

3、 测介质膜的透过率曲线：

换普通台灯源，调出谱线至最佳。把介质膜放到狭缝前。退至单色采集模式, 标出5个特定波长，打印透过率曲线。

4、 采集氖光灯光谱：标出10条谱线并

数据计算及处理

1、汞灯分辨率计算

sample name:

£ press any keij fo quit >

AZ

一

因为：只=扃，如图所示，也九=2nm, An=20， 所以：R=2/20=0.1 nm

2、氖灯谱线

如图所示即为采集的氖灯谱线。

□ 500 1D00 1500 (CH>

C press any Ikeij to quit >

误差分析：

1仪器噪声过大。

2、 实验仪器本身带来的系统误差。

3. 仪器噪声过大。标定后，棱镜再次被触碰或震荡引起角度变化, 而之后的测

量又未再次标定，引起误差。