ezSpectra 815Vの迷光(II) 横方向の角度依存

前のエントリーでLEDは大体40度の入射角に設定してあると記したけれど、この角度には意味がある。
分光器の指定NAより外側の光を入れたら、どの程度迷光がでるのかと迷光の角度依存性を確かめてみたら、40度弱のところが妙に迷光レベルが高いのだ。

使った光源は顕微鏡用のハロゲンランプ。分光器との距離は60cmとしたので、ハロゲンのフィラメントサイズを5mmとするとNA0.004程度の光束となっている。

分光器の積算時間は120msで一定として、分光器を横倒しにして回転している。回折格子は分光ユニットの長辺方向に伸びているので、この回転だと回折格子の横方向に光が外れていくことになる。

まず垂直入射。全体に波打っていて、特に600nmあたりに目立ったへこみがある。
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続いて入射角度10度。上側(USB端子の反対側)から光があたる状態になっている。信号強度は大幅には小さくならない。また、スペクトルの形状も大きくは変っていない。600nmのへこみは少し短波長側に移っているけど、そんなにはでに形状は変っていない。角度を反対側に10度傾けても、ほぼ同じ傾向が得られる。
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入射角を15度にすると、分光器の入射NAの外側の光になっているはずだけれども、そこそこの信号が出ている。
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反対側に15度傾けても、同じ程度の信号が出ているので、これは、0点調整が悪いためではなく、回折格子にあたった光が検出器に到達していると判断出来る。試みに、0度の入射光で10度と15度を規格化してみると、両者で様子が少し違う。
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元の振動構造による凸凹は割切れていないのだけれども、10度は割とフラットなにの対して、15度は長波長側が信号が弱くなっている。これは、長波長光の回折角が大きく、回折格子から検出器までの光路が長いので、検出器に届くまでの横のずれ量が大きくなって検出器に到達する光量が減っているためと解釈できる。

おそらくはNA0.22までは、入射光はすべての波長で検出器に届くのだけれど、それを越えると、長波長側から光が検出器に届かなくなっていくのだろうと思う。ということは、横方向でNA0.22以上の入射があると、本来のスペクトルより短波長側が強く測定されてしまうということになる。定量評価はしていないけれども、前のエントリーに出したフードのようなもので、NA0.22以上の光は入らないようにするのは、迷光レベルを押える以上の意味がありそうだ。


入射角度を20度にすると、信号はほぼ出なくなる。
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30度で、少し短波長側が目立つかなという気分になる。
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そして、38度でかなり目立つ迷光が出る。入射角が0度で短波長端の信号強度は0.05程度なのに、38度では0.1と2倍にもなっている。全方向から光が入るような測定条件では、短波長側の結果はぼろぼろだと思った方がよさそうだ。

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この迷光、分光されていない光が検出器に到達しているので、個々の検出器が実際に感じている強度分布を見積るには、分光感度で補正をかけてやる必要がある。補正すると400nmあたりがピークで、長波長側には実質単調減少のカーブとなる。短波長側の受光素子がスリットに近い側であることを考えると、400nmより短波長の落ち込みの原因は分からないけれども、長波長側の実質単調減少の挙動は納得いく結果だ。

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この迷光は40度で減少する。。
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そして、50度ではほぼ消滅する。
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これ以上の角度での入射では問題になるような迷光はない。


反対側に回転しても、同様に、垂直から38度付近で目立つ迷光が生じている。この点は対称性はよい。


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by ZAM20F2 | 2017-07-07 07:37 | 科学系 | Comments(0)
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