DIN 5030-3-1984 Spectral measurement of radiation spectral isolation definitions and characteristics《辐射的光谱测量 光谱隔离 定义及特性》.pdf

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1、DIN1 DIN 5030 TEIL 3 84 2794442 O020900 110 H DK 535.243-14/-31 : 628.981 : 001.4 DEUTSCHE NORM Dezember 1984 Spektrale Strahlungsmessung Spektrale Aussonderung Begriffe und Kennzeichnungsmerkmale - DIN - 5030 Teil 3 Spectral measurement of radiation; spectral isolation, definitions and characterist

2、ics Mesurage spectrale de rayonnement; isolation spectrale, dfinitions et caracteristiques DIN 5030 ,Spektrale Strahlungsmessung“ besteht aus folgenden Teilen: Teil 1 (z.Z. Entwurf) Begriffe, Gren, Kennzahlen Teil 2 Strahler fr spektrale Strahlungsmessungen; Auswahlkriterien Teil 3 Spektrale Aussond

3、erung; Begriffe und Kennzeichnungsmerkmale Weitere Teile ber Begriffe zur Beschreibung der Mebedingungen im Probenraum sowie ber Kenngren von Strah- lungsempfngern sind in Vorbereitung. Inhalt Seite Seite 1 2 Spektralapparat . . . . 2.1 Dispersiver Spektralapparat . . . . . . . . 2.1.1 Monochromator

4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.1.1 Einfach-Monochromator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.1.2 Doppel-Monochromator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.1.2.1 Additiver Doppel-Monochromator 2.1.1.2.2 Subtraktiver Doppel-Monochroma 2.1.2 Polychromator . . . . . . . . . . . . .

5、. . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2.1.3 Allochromator (Spektralschablonengert) . . . . . 3 2.1.3.1 Einfach-Allochromator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.1.3.2 Subtraktiver Doppel-Allochromator 2.2 Nichtdispersiver Spektralapparat . . . . 2.2.1 Filterspektralapparat . . . . . . . . .

6、. . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Interferenzspektralapparat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Vorzerleger . . . , . . . . . . . . . . . . . . Anwendungsbereich und Zweck . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 2 3 3 3 4 Funktionselemente und -gruppen von dispersiven Spektralapparaten . . . .

7、. . . . . . . . . . . 4 4.1 Eingangskollirnator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 4.2 Dispersives Element . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 4.2.1 Prisma oder Prismensatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4.2.2 Beugungsgitter . . . . . . . . . . . . .

8、 . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4.2.2.1 Mechanisches Gitter . 6 4.2.2.2 Holographisches Gitte ._. 6 4.2.3 Vielstrahlinterferometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 4.2.3.1 Fabry-Perot-Interferometer . . . . . . . . . . . . . . . . 6 4.3 Ausgangskollimator . . . . . . . . . . . . . . .

9、. . . . . . . . . . . . 6 5 Funktionselemente und -gruppen von nichtdisper- siven Spektralapparaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 5.1 Kollimator 6 5.2 Optische Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 5.3 Zweistrahl-Interferometer . . . . . . . . . . . . . . . . .

10、 . . . . 6 3 Spektralapparat mit Erfassungseinrichtung . . . . . 3 5.3.1 3.1 Spektroskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (Twyman-Interferometer) 7 3 3.2 Spektrograph . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3.2.1 Echelle-Spektrograph . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11、 . . . 3 3.3 Spektrometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3.3.1 Sequenz-Spektrometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3.3.2 Simultan-Spektrometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3.3.2.1 Echelle-Spektrometer . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . 3 3.3.3 Multiplex-

12、Spektrometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3.3.3.1 Hadamard-Spektrometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3.3.3.2 Fourier-Spektrometer . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . 3 3.4 Schmalband-Photometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3.5 Breitband-Photometer . .

13、 . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . 4 6 Kennreichnungsmerkmale von Spektralapparaten mit bzw. ohne Erfassungseinrichtung . . . . . . . . . . . 6.1 Lineardispersion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1 .l Lineardispersion von Einfach-Monochromatoren und Spektrograp

14、hen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.2 Lineardispersion von Doppel-Monochromatoren 6.2 Spektrale Reinheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . , , , . . . . . . . 6.2.1 Spektrale Durchlafunktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.2 Effektive spektrale Gertefunktion . . . . . .

15、 . . . . . 6.2.3 Spektrale Halbwertbreite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.4 Spektrale Hundertstelwertbreite . . . . . . . . . . . . . Fortsetzung Seite 2 bis 14 Normenausschu Lichttechnik (FNL) im DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Alleinverkauf der Nomen durch Beuth Verlag GmbH. Ber

16、lin 30 DIN 5030 Teil 3 Dez 1984 Preisgr. 10 12.84 Vertr.-Nr. O010 DIN1 DIN 5030 TEIL 3 84 Seite 2 DIN 5030 Teil 3 Seite 6.2.5 Heterochrome Fehlstrahlung . . .8 6.2.5.1 Heterochrome Fehlstrahlung l- apparates ohne Erfassungseinrichtung 8 6.2.5.2 Heterochrome Fehlstrahlung eines Spektral- apparates mi

17、t Erfassungseinrichtung . 8 6.2.5.3 Spektraler Fehlstrahlungsanteil eines auf die Wellenlnge AO bzw. Frequenz v0 eingestellten Spektralapparates 8 auf die Wellenlnge Ao bzw. die Frequenz vo ein- gestellten Spektrometers oder Schmalband- Photometers . 6.2.5.5 Integraler Fe hlungsanteil eines Wellenln

18、ge lo bzw. die Frequenz vo eingestell- ten Spektrometers oder Schmalband-Photo- meters . 8 6.2.6 Spektrale Spaltbreite von dispersiven Spektral- apparaten . 9 6.2.6.1 Spektrale Breite des Austrittsspaltes 9 6.2.6.2 Spektrale Breite des Eintrittsspaltes 9 6.2.6.3 Spektrale Spaltbreite eines Einfach-M

19、ono- chromators 6.2.6.4 Spektrale Spaltb chromators . 9 6.3.1 Auflsbarer Wellenlngen-(Frequenz-)Abstand . . 9 6.3.1.1 Theoretisch auflsbarer Wellenlngen- (Frequenz-)Abstand . 9 6.3.1.2 Praktisch auflsbarer Wellenlngen- (Frequenz-)Abstand . 9 6.3.2 Auflsungsvermgen 10 6.3.2.1 Theoretisches Auflsungsv

20、ermgen 10 6.3.2.2 Praktisches Auflsungsvermgen 6.2.5.4 Spektrale Dichte de 6.3 Kenngren fr die Auflsung . . 9 1 Anwendungsbereich und Zweck Diese Norm definiert Begriffe zur Kennzeichnung von Ger- ten zur spektralen Aussonderung fr Strahlungsmessun- gen im Spektralbereich von 100nm bis 1 mm. 2 Spekt

21、ralapparat Optische Einrichtung zum Erzeugen von Spektren undl oder zur Aussonderung von Strahlung begrenzter Spektral- bereiche. 2.1 Dispersiver Spektralapparat Spektralapparat zum Erzeugen von Spektren und gegebe- nenfalls zum Aussondern von Teilbereichen mit Hilfe von Prismen undloder Beugungsgit

22、tern und Vielstrahlinterfero- metern. Ein dispersiver Spektralapparat, in dem Breite und Lnge des Eintrittsspaltes in derselben Flche (Brennflche) scharf abgebildet werden, heit (dispersiver) stigmatischer Spektralapparat. Ein dispersiver Spektralapparat, in dem die Strahlung vor und nach der spektr

23、alen Zerlegung im wesentlichen den- selben Teil desselben optischen Abbildungssystems (Kolli- mator) durchsetzt, heiBt (dispersiver) Autokollimations- Spektralapparat. Anmerkung: Dispersive Spektralapparate knnen zur Unterscheidung nach dem angewandten Disper- sionsmittel mit dem Zusatz Prismen- bzw

24、. Gitter- versehen werden, z. B. additiver Prismen-Doppel- monochromator. 2794442 0020701 057 Seite 6.3.3 Frderliche Gre der Eintrittsluke . 10 6.3.3.1 Theoretische frderliche Spaltbreite bzw. -hhe bei dispersiven Spektralapparaten 10 6.3.3.2 Praktische frderliche Spaltbreitesf bei disper- siven Spe

25、ktralapparaten . 10 6.3.3.3 Theoretische frderliche Eintrittsluke beim Fabry-Perot-Interferometer . . 10 6.3.3.4 Theoretische frderliche Eintrittsluke beim Twyman-Interferometer fr Fourier-Spektro- skopie 10 6.3.3.5 Praktische frderliche Spaltbreite eines Ver- lauffilters . 10 6.4 Strahlungsleitwert

26、e von optischen Anordnungen und Spektralapparaten 10 6.4.1 Geometrischer Leitwert . 10 6.4.2 Optischer Leitwert . 6.4.4 Spektraler optischer Leitwert eines Mono- chromators . 11 6.4.5 Effektiver spektraler optischer Leitwert eines Monochromators . . 6.4.6 Durchlaprofil eines 6.4.6.1 Durchlaprofil ei

27、nes Monochromators 12 6.5 6.6 Kennzeichnende Wellenlngen- bzw. Frequenz- 6.4.3 Effektiver optischer Leitwert . 11 6.4.6.2 Durchlaprofil eines Interferometers 12 nderung des Polarisationszustandes 12 angaben . 12 6.6.1 Maximumwellenlnge, Maximumfrequenz . 12 6.6.2 Mittenwellenlnge, Mittenfrequenz . 1

28、2 6.6.4 Medianwellenlnge, Medianfrequenz . 13 6.6.3 Schwerpunktwellenlnge bzw. -frequenz 13 7 Formelzeichen und ihre Bedeutungen 2.1.1 Monochromator Dispersiver Spektralapparat, bei dem durch Spalte aus einem Strahlungsflu ein im allgemeinen whlbarer,zusam- menhngender spektraler Anteil ausgesondert

29、 wird. 2.1.1.1 Einfach-Monochromator Monochromator mit einem Eintritts- und einem Austritts- Spalt. 2.1.1.2 Doppel-Monochromator Zwei optisch hintereinander angeordnete Einfach-Mono- chromatoren, bei denen der Austrittsspalt des ersten mit dem Eintrittsspalt des zweiten Monochromators krperlich oder

30、 - durch Abbildung -funktionell zu einem Mittelspalt vereinigt ist. 2.1.1.2.1 Additiver Doppel-Monochromator Doppel-Monochromator, bei dem sich die Dispersionen der beiden Einfach-Monochromatoren addieren. 2.1.1.2.2 Subtraktiver Doppel-Monochromator Doppel-Monochromator, bei dem sich die Dispersione

31、n der beiden Einfach-Monochromatoren subtrahieren. Anmerkung: Es knnen auch mehr als zwei Einfach-Mono- chromatoren in der beschriebenen Weise hinterein- ander geschaltet werden, man spricht dann von einem Dreifach-Monochromator usw. 2.1.2 Polychromator Dispersiver Spektralapparat, bei dem durch Aus

32、trittsspalte oder andere Einrichtungen aus einer Strahlung gleichzeitig mehrere, gegebenenfalls whlbare, spektrale Anteile aus- gesondert werden. DIN1 DIN 5030 TEIL 3 BY 2794442 0020902 T3 D 2.1.3 Allochromator (Spektralschablonengert) Dispersiver Spektralapparat mit mindestens einem Ein- trittsspal

33、t und einer ffnung in der Spektrumsebene, deren Breite in Dispersionsrichtung erheblich grer ist als der Spaltbreite entspricht und in der eine Schablone (entweder eine Blende mit ortsabhngiger Hhe oder ein Filter mit rt- lich verschiedenem Transmissionsgrad) angebracht wer- den kann und der die dur

34、chgelassene spektral aufge- fcherte Strahlung wieder vereinigt. Auch die Umkehrung des Strahlenganges mit einer Schablone am Strahlungsein- tritt (fr deren homogene Bestrahlung dann gesorgt wer- den mu) und einem Austrittsspalt ist mglich. 2.1.3.1 Einfach-Allochrornator Allochromator, der einen Spal

35、t und eine Schablone enthlt. 2.1.3.2 Subtraktiver Doppel-Allochromator Allochromator, der wie ein subtraktiver Doppel-Mono- chromator aufgebaut ist, und der einen Eintrittsspalt und einen Austrittsspalt, jedoch an Stelle des Mittelspaltes die Schablone enthlt. 2.2 Nichtdispersiver Spektralapparat Sp

36、ektralapparat zur Aussonderung von spektralen Anteilen einer Strahlung ohne rumliche Entfaltung unter Ausnut- zung von Absorption, Reflexion, Interferenz oder Streuung. 2.2.1 Filterspektralapparat Nichtdispersiver Spektralapparat, in dem die spektrale Aussonderung durch optische Filter erfolgt. Anme

37、rkung: Optische Filter knnen Absorptionsfilter, Reflexionsfilter, Interferenzfilter oder Streufilter sein. 1 I 2.3 Intererenzspektralapparat Spektralapparat, in dem die spektrale Zerlegung oder Aus- sonderung durch ein Interferometer erfolgt. 2.4 Vorzerleger (Hilfs-)Spektralapparat zum Ausschalten v

38、on Strahlung auerhalb des jeweils benutzten Wellenlngenbereiches des (Haupt-)Spektralapparates, z. B. zum Ausschalten unerwnschter Ordnungen von Gitter- und Interferenz- Spektralapparaten, oder zur Verminderung des Fehlstrah- lungsanteils. Anmerkung: Die Vorzerlegung kann durch Filter oder durch dis

39、persive Spektralapparate erfolgen. Eine disper- sive Vorzerlegung kann gleich- bzw. gegensinnig zur Dispersionsrichtung des (Haupt-)Spektralappara- tes oder senkrecht zu ihr erfolgen. Der Vorzerleger kann in den (Haupt-)Spektralappa- rat integriert sein, so da Eingangs- und Ausgangs- kollimator geme

40、insam benutzt werden. Er kann aber auch mit getrennter abbildender Optik vor oder nach dem (Haupt-)Spektralapparat angeordnet sein. 3 Spektralapparat mit Erfassungseinrichtung Dispersiver oder nichtdispersiver Spektralappa.rat mit inte- grierter, zur Funktion notwendiger Beobachtungs-, Auf- zeichnun

41、gs- oder Strahlungsmeeinrichtung. 3.1 Spektroskop Dispersiver Spektralapparat zur Beobachtung und visuel- len Auswertung von Spektren. 3.2 Spektrograph Dispersiver Spektralapparat mit einer Einrichtung zur gleichzeitigen kontinuierlichen Erfassung eines Spektrums mit einer photographischen Schicht.

42、DIN 5030 Teil 3 Seite 3 3.2.1 Echelle-Spektrograph Gitter-Spektrograph, in dem die Dispersionen von einem Echelle-Gitter und einem gewhnlichen Gitter oder Prisma gekreuzt sind, so da die Spektren in einer zweidimensio- nalen Aufspreizung erzeugt werden. 3.3 Spektrometer Dispersiver oder Interferenz-

43、Spektralapparat mit einer Vor- richtung zur Messung spektraler Strahlungsgren. 3.3.1 Sequenz-Spektrometer Spektrometer, bei dem zu einem bestimmten Zeitpunkt nur Strahlung aus einem Bereich mit der Breite des aufgelsten Wellenlngen- bzw. Frequenz-Abstandes (,eines Spektral- elementes“) auf den Empfn

44、ger trifft und die Abtastung des Spektrums zeitlich nacheinander erfolgt. 3.3.2 Simultan-Spektrometer Spektrometer, bei dem Strahlung mehrerer Spektralele- mente gleichzeitig auf mehrere getrennte oder einen einzi- gen, ortsauflsenden Empfnger trifft. 3.3.2.1 Echelle-Spektrometer Gitter-Spektrometer

45、, in dem die Dispersionen von einem Echelle-Gitter und einem gewhnlichen Gitter oder Prisma gekreuzt sind, so da die Spektren in einer zweidimensio- nalen Aufspreizung erzeugt werden. 3.3.3 Multiplex-Spektrometer Spektrometer, bei dem gleichzeitig Strahlung verschiede- ner, gesetzmig verteilter Spek

46、tralelemente auf einen einzi- gen, nicht ortsauflsenden Empfnger trifft und durch plan- mige Variation des Durchlaprofils (siehe Abschnitt 6.4.6) zeitlich nacheinander eine Reihe von Messungen mit ver- schiedenen Kombinationen von Spektralelementen erfolgt. Durch nachfolgende Mewertverarbeitung wird

47、 die spektrale Strahlungsverteilung ber das gesamte Spek- trum oder mindestens einen greren Teil des Spektrums gewonnen. 3.3.3.1 Hadamard-Spektrometer Multiplex-Spektrometer mit dispersivem Spektralapparat, bei dem in der Eintrittsspaltebene undloder in der Spek- trumsebene eine Maske so verschoben

48、wird, da alle, zur Gewinnung der relativ spektralen Strahlungsverteilung des Spektrums notwendigen Mewerte erhalten werden kn- nen. 3.3.3.2 Fourier-Spektrometer Multiplex-Spektrometer, in dem ohne spektrale Zerlegung aus der Strahlungsmodulation in einem Zweistrahl-lnter- ferometer die relative spek

49、trale Strahlungsverteilung durch Fouriertransformation erhalten werden kann. 3.4 Schmalband-Photometer Nichtdispersiver Spektralapparat (Filter) und Erfassungs- einrichtung, mit denen Strahlung spektral schmalbandig gemessen wird. Die wirksame Bandbreite ergibt sich aus der kombinierten Wirkung (siehe Abschnitt 6.2.2) von Strahlungsquelle, Meeinrichtung und Filter (Filterphotometer). Anmerkung 1 : Schmalband-Photometer erlauben Messun- gen, die je nach spektraler Reinheit der a