第31卷：第10期 2011年10月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
空心阴极元素灯光谱的空间分布测量方法
吴振洲，杜学维，李朝阳，柯刚扬，王秋平· 中国科学技术大学国家同步辐射实验室，安散合肥230029
Vol, 31,No.10,pp2647-2650
October，2011
摘要提出利用成像光谱仪研究空心阴极元素灯光谱空间分布的检测方法。自制了基于Offner成像系统的推打式凸面光栅成像光谱仪，覆盖波长范闹400~1000nm，视场角22°，光谱分辨率2~3nm；利用该光谱仪第一次得到得到Hg元素灯光谱的空间分布，给出了不同波长下的空间图像和不同空间位置的光谱分布信息，具有较高的空间分辨率和光谱分辨率；并同时获取了不同工作电流条件下的元索灯高光谱数据，对比分析了处于不间工作状念下光讲空间分布的差异。这为空心阴极元象灯光谱的空间分布等性能研究提供了个很好的工具，相关方法也可以用来研究其他类型的光源。
同空心阴极灯；成像光谱仪；空间分布；光谱分布
关键词
DOI; 10, 3964/j. issn. 10000593(2011)102647-04
中图分类号：TP79
引言
文献标识码：A
得到光源在若干个波长时的图像，但是其光谱分辨率低，且成像空间范围有限L"，Debal等同时使用多根光纤探测光源的不同空间位置，经单色仪分光后，运用相应算法重构出光
空心阴极灯是一种低气压解光放电锐线光源，具有强度大、稳定性好、谱线半宽度牵、背景低、寿命长、使用方便等优点]，作为原子吸收光谱分析的计量光源，对其技术指标的要求是严格的，在光源的研制开发中，经常需要获取不同工作参数下（如工作电流、气体压强等)的光谱分布特性，要求其发射的特征共报线辑射强度大、白吸小。
、宽度案、背景要的参数
低、稳定性好，这些都是评判光源性能非常重
同时，由于空心阴极灯本身是易耗品，随若使用时间的延长，其光谐性能会逐步的变化，例如谱线宽度变大、波长漂移等，在不间的分析实验中，需要对光源的光谱分布进行准确的标定测试，以避免不良性能的空心阴极灯在测试过中引人误差，对分析实验的准确度产生影响。因此，建立一种能全雨准确分析空心朗极灯光源光谱分布的实验方法具有重要的实用意义。
与此间时，空心阴极灯空间光谱的分布信息也是一个非常重要的研究对象。通过获取不同工作状态下阴极灯光谱精确的空间分布，可以更深入的了解"空心阴极效应"和分析阴极灯工作原理，建立空心阴明极灯工作模型，这对于光源的性能分析和结构优化都有十分重要的意义(**)，为此国外学者们提出了一些用于测定空心极灯空间光谱分布信息的实验装置。Okamoto等采用一种基于相位光栅分光的装置，可以
源的空间光谱分布，但受到光纤数量的限制，不能达到高空间分辨率，且仅适用于轴对称的光源[(10]。
成像光谱技术的发展，为光源空间光谱分布信息的获取提供了一种新思路。成像光谱仪是成像技术和光谱技术的有机结合，可同时获取研究日标的光谱和空间信息，通过利用地物反射光谱特征识别目标，广泛应用于农、林、水利、地质、油、测绘和城市规划等领域。基于凸面光栅的成像光谱仪，是在Offner成像系统的基础上发展出来的。它首先由美国喷气推进实验室（JPL)提出并实施，现已用到美国的机载和星载的光谱遥感系统")。Offner成像系统是一个同心三反射镜光学系统(12)
，包括两个回面球面镜，
个凸球面
镜。这种光学系统的像差小，结构简单，无色差（没有透镜），具有111的光学成像("，20世纪90年代后期美国的 Chrisp等提出把凸球面镜改为凸球面光栅，在相当宽的波长范围内，可以实现无像散和平焦场的效果，光学系统成像畸变小，光谱分解高，通过空间线打描（推扫式成像)每一时刻对目标物的一个狭长空间进行全部的光谱记录，适合于观测月标与光谱仪之间有相对运动的体系。和其他类型的成像光谱仪相比，它具有很好的光谱分辨率和空间分辨率，大视场角，光路简单，仪器体积小的特点。由于它采用全反射系统，覆盖的波长范围可以从紫外到红外(250～2500nm）。
收稿日期：2011-01-18，修订日期：2011-04-10
基金项目：国家（863计划项日（2007AA10Z202，2010AA10Z201)资助
作者简介：吴振洲，1985年生，中国科学技术大学核科学技术学院博士研究生
*通讯联系人
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