陈 思，柯福顺，乐永康

（复旦大学a.信息科学与工程学院；b.物理教学实验中心，上海200433）

1 引 言

与传统的分光扫描光谱仪相比，微型光栅光谱仪具有体积小、效率高、光谱范围宽等优势；并且由于光谱仪内置了线阵CCD，元件均为固定的，因此还具有耗电低（可通过USB接口直接供电）、无机械误差的特点，在科研实验、工业生产等领域得到了广泛的应用[1].

光栅光谱仪利用光栅的分光本领使不同波长的光线照射在线阵CCD的不同位置上，CCD接收光信号并转换成电信号，最后经过数字化后传输到计算机[2].

光谱测量在各种实验研究中应用广泛，具有方便、快捷的优点，并且光谱包含丰富的物理内容，因此光谱测量是实验教学中的一项重要内容.光栅光谱仪的标定作为光谱仪使用的基础，是一个必需且重要的过程[3]，但目前教学实验的内容大多只强调波长定标，而对高阶衍射的消除、光强定标的介绍甚少.本文以PG4000微型光栅光谱仪为例，介绍了光栅光谱仪完整的标定过程.

2 实验装置及原理

2.1 光谱仪

PG4000微型光谱仪的内部结构如图1所示，探测用3684单元线阵CCD传感器，测量光谱范围为300～1 000nm，每个CCD单元对应约0.2nm.

光栅方程可以写成

图1 PG4000微型光谱仪的内部结构示意图

其中：m为衍射级次，d为光栅常量，i为入射角（可认为是定值），θ为衍射角.在小角度近似下（sinθ～θ～x），可知波长与CCD探测位置呈近似线性关系.综合考虑大衍射角度等影响因素，可将波长与CCD单元格个数关系表示为

其中：x为对应CCD探测位置的……