我测量的光是不是比较弱？

Question

我测量的光是不是比较弱？

Answer 1

实际上科研光谱仪的测量对象大多是弱光，相信回答是的人会比较多。
很多人认为，测量弱光，需要光栅衍射效率高，比如选择闪耀光栅；探测器量子效率高，比如选择PMT，或者iCCD。这些原则上都没错，问题是漏掉了一点更加关键的，就是光谱仪的杂散光要低，信噪比要好。因为光学光谱系统最小光信号是由噪声决定，而非其它。噪声由杂散光和探测器构成，且前者远大于后者。杂散光主要由两点决定：一是与光谱仪设计有关，二是和光栅和反射镜品质有关。
大家都知道，最早的光栅是用刻划机制造出来的刻划光栅，这种光栅的优点是具有闪耀特性，在某一光谱范围的衍射效率非常高，达80%以上。可这种光栅的缺陷也是显著的：一是光谱范围窄，二是存在鬼线，产生错峰，三是杂散光很高。举一个例子，拉曼光谱仪是需要测量弱信号的，1964年诞生的激光拉曼采用的是刻划光栅，但在1968年法国HORIBA Jobin Yvon制造出全息光栅之后，1972年基于全息光栅的激光拉曼被制造出来，获得了更好的分辨率和灵敏度，之后拉曼制造商纷纷采用全息光栅取代刻划光栅。

全息光栅有无鬼线、低杂散光的优点，但衍射效率偏低，1983年法国HORIBA Jobin Yvon发明离子刻蚀技术并获得专利，从而一举攻克这一难题，使全息光栅保有低杂散光优点的同时，也获得了高衍射效率，帮助光学光谱系统的性能提升到一个新的高度。
总而言之：尽量选择离子刻蚀全息光栅或全息光栅，在没有离子刻蚀全息光栅或全息光栅可选时，例如做近红外中红外光谱，再考虑刻划光栅。