什么是光譜儀:
光譜儀是將復(fù)色分解為光譜并進(jìn)行記錄的精密光學(xué)儀器。在可見(jiàn)光和紫外光區(qū)域,過(guò)去常用照像法記錄光譜,所以亦稱(chēng)攝譜儀。在紅外區(qū)域,一般用光敏或熱敏元件逐點(diǎn)記錄,故有紅外分光的名稱(chēng)。現(xiàn)在在各個(gè)波段均有采用光電接收和記錄的方法,比較直接、靈敏,這類(lèi)儀器稱(chēng)為“光電直讀光譜儀”。光譜儀是上述各類(lèi)儀器的總稱(chēng)。
光譜儀又稱(chēng)分光儀,廣泛為認(rèn)知的為直讀光譜儀。以光電倍增管等光探測(cè)器測(cè)量譜線不同波長(zhǎng)位置強(qiáng)度的裝置。它由一個(gè)入射狹縫,一個(gè)色散系統(tǒng),一個(gè)成像系統(tǒng)和一個(gè)或多個(gè)出射狹縫組成。以色散元件將輻射源的電磁輻射分離出所需要的波長(zhǎng)或波長(zhǎng)區(qū)域,并在選定的波長(zhǎng)上(或掃描某一波段)進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)定。分為單色儀和多色儀兩種。
光譜儀特點(diǎn):
1、光譜儀是光纖技術(shù)的引入,使待測(cè)物脫離了樣品池的限制,采樣方式變得更為靈活,利用光纖探頭把光譜儀器的樣品光譜源引到光譜儀器,以適應(yīng)被測(cè)樣品的復(fù)雜形狀和位置。由光纖引入光信號(hào)還可使儀器內(nèi)部與外界環(huán)境隔絕,可增強(qiáng)對(duì)惡劣環(huán)境(潮濕氣候、強(qiáng)電場(chǎng)干擾、腐蝕性氣體)的抵抗能力,保證了光譜儀的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行,延長(zhǎng)使用壽命;
2、光譜儀以電荷耦合器件陣列作為檢測(cè)器,對(duì)光譜的掃描不必移動(dòng)光柵,可進(jìn)行瞬態(tài)采集,響應(yīng)速度極快,并通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)輸出;
3、采用全息光柵作為分光器件,雜散光低,提高了測(cè)量精度;
4、應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù),極大地提高了光譜儀的智能化處理能力。
一臺(tái)典型的光譜儀主要由一個(gè)光學(xué)平臺(tái)和一個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)組成。包括以下幾個(gè)主要部分:
1、入射狹縫: 在入射光的照射下形成光譜儀成像系統(tǒng)的物點(diǎn);
2、準(zhǔn)直元件: 使狹縫發(fā)出的光線變?yōu)槠叫泄?。該?zhǔn)直元件可以是一獨(dú)立的透鏡、反射鏡、或直接集成在色散元件上,如凹面光柵光譜儀中的凹面光柵;
3、色散元件: 通常采用光柵,使光信號(hào)在空間上按波長(zhǎng)分散成為多條光束;
4、聚焦元件: 聚焦色散后的光束,使其在焦平面上形成一系列入射狹縫的像,其中每一像點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一特定波長(zhǎng);
5、探測(cè)器陣列:放置于焦平面,用于測(cè)量各波長(zhǎng)像點(diǎn)的光強(qiáng)度。該探測(cè)器陣列可以是CCD陣列或其它種類(lèi)的光探測(cè)器陣列。