分光测色仪平面光栅分光和凹面光栅分光的工作原理及区别
2026-09-21
平面光栅分光和凹面光栅分光是分光测色仪常见的两种分光方式,这两种分光方式采用不同的工作原理,因此在测量精度及适用场景上会有所差异。下文对分光测色仪平面光栅分光和凹面光栅分光的工作原理及区别做了介绍,以便大家对分光测色仪的分光方式原理有所了解。

分光测色仪平面光栅分光原理:
平面光栅分光的核心原理,是光源照射样品后反射出的复色光,经由透镜汇聚入射到平面光栅表面。平面光栅刻有大量等距平行刻线,依靠光的衍射与色散作用,把混合白光分解成不同波长的单色光,分散后的单色光再投射到光电传感器阵列上,传感器分别采集各个波长对应的光信号,最终计算得到样品的光谱反射曲线与各类色度参数。
分光测色仪采用平面光栅分光,平面光栅只负责分光,聚光功能需要搭配独立光学镜片完成,光路结构相对复杂。该方案优势在于光谱分辨率高,波长精度好,能精准捕捉细微的色彩变化,适合颜色科研、精细色差管控场景;缺点是对光学装配工艺要求严苛,光通量会略低,多用于三恩时TS77、TS78系列这类高端分光测色仪器。

分光测色仪凹面光栅分光原理:
凹面光栅分光原理,是光源照射样品产生的反射复色光射入凹面光栅。凹面光栅的基底本身带有曲面,表面刻有等距平行刻线,能够同时完成分光衍射与光线汇聚两个动作,不需要额外搭配聚光镜片。复色光经过光栅衍射后被分解为不同波长的单色光,并且直接聚焦到光电传感器阵列上,传感器采集各波长光信号,计算得到样品光谱反射率与色度参数。
凹面光栅分光测色仪的凹面光栅将分光和聚光集成一体,大幅简化仪器内部光路结构,减少镜片带来的光损耗。这种设计光通量更高,信号更强,仪器稳定性更好,是三恩时YS30系列、YS60系列等主流分光测色仪采用的方案。缺点是光谱分辨率略低于平面光栅,更适合工业现场色差检测,满足纺织、塑胶、涂料常规品质管控需求。

分光测色仪平面光栅分光和凹面光栅分光的区别:
分光测色仪平面光栅与凹面光栅最核心的差异体现在光学功能上,平面光栅仅负责色散分光,光线汇聚需要额外独立透镜来完成。凹面光栅属于曲面刻线光栅,同时实现分光衍射和光线聚焦,省去配套聚光镜片。因此平面光栅光路零件更多,凹面光栅光路结构更精简。
平面光栅分光测色仪和凹面光栅分光测色仪在仪器性能方面两者各有取舍,平面光栅光谱分辨率更高,波长精度优秀,可以捕捉非常细微的光谱差异,适合高精度色彩分析。凹面光栅光通量更高,光信号更强,减少镜片带来的光损耗,仪器抗干扰性更好,稳定性强,适合工厂车间等工业现场持续检测。
在实际选型应用上,平面光栅多用于高端分光测色仪,适合科研、精细色差管控场景。而凹面光栅广泛应用在主流工业分光测色仪,满足纺织、塑胶、涂料常规品质检测。客户在实际选型过程中,可以根据色差精度需求与使用环境选择对应的光栅类型。



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