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光学波長分解能

光学波長分解能 --- 半値全幅(Full Width Half Maximum:FWHM)--- は、グレーティングの刻線数(Lines/mm)と、入射光学系(入射スリット幅もしくは光ファイバ径)に依存します。分光器の仕様を決定するためには、以下2つの重要なトレードオフの関係があります。

1.波長分解能は、グレーティングの刻線数が増えれば波長分解能は向上しますが、測定可能な波長範囲は狭まり、分光器のシステム感度が落ちます。

2.スリット幅もしくは入力光ファイバのコア径が細くなれば、波長分解能は向上しますが、分光器のシステム感度は落ちます。

光学波長分解能の計算方法

1. グレーティングの測定バンド幅を決定します。 *ご選択の分光器のウェブページの「グレーティングリスト」で「測定バンド幅」を確認してください。

2. グレーティングの測定バンド幅をディテクタ素子数で割ります。その値は波長分散(nm/ 1素子)となります。

波長分散(nm/ 1素子)=グレーティングの測定バンド幅(nm) / ディテクタ素子数

下記の表は各種分光器のディテクタ素子数を記載しています。

分光器 ディテクタ素子数
Flame-S, USB2000+, OCEAN FX 2048
Flame-T, USB4000 3648
HR2000+ 2048
HR4000 3648
Maya2000Pro 2048
QEPro 1024

3. ピクセル分解能を決定します。

下記の表は各スリット幅によるピクセル分解能です。スリット幅は異なりますが、スリット高は全て同じです(1000 μm)。

分光器/スリット幅 5 μm 10 μm 25 μm 50 μm 100 μm 200 μm
Flame-S, USB2000+, OCEAN FX 3.0 3.2 4.2 6.5 12.0 24.0
Flame-T, USB4000 5.3 5.7 7.5 11.6 21.0 42.0
HR2000+ 1.5 2.0 2.5 4.2 8.0 15.3
HR4000 2.0 3.7 4.4 7.4 14.0 26.8
Maya2000Pro 1.5 2.0 2.5 4.2 8.0 15.3
QE65 Pro 2.0 2.2 2.6 3.3 4.7 8.9

4. 光学波長分解能を計算します。

光学波長分解能(nm) = 波長分散(nm/1素子) × ピクセル分解能(nm)

例:グレーティング#3、スリット幅10μmのFlame-T分光器の光学波長分解能計算方法

650 nm(グレーティング#3の測定バンド幅)/3648(Flame-Tディテクタ素子数)= 0.18 nm

0.18 nm(/1素子)× 5.6ピクセル = 1.00 nm

*上記算出での光学波長分解能は参考値となります。

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