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光譜儀行業簡介

一、光譜儀是干什么用的

光(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)又稱分光(guang)儀(yi)，廣泛為人知的(de)(de)(de)為直讀光(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)。以(yi)光(guang)電倍增管等光(guang)探測(ce)器測(ce)量(liang)譜(pu)(pu)線(xian)不同波(bo)長位(wei)置強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)裝置。它由一(yi)個入(ru)射(she)(she)狹縫(feng)，一(yi)個色(se)散系統(tong)，一(yi)個成(cheng)像系統(tong)和一(yi)個或(huo)(huo)多個出射(she)(she)狹縫(feng)組成(cheng)。以(yi)色(se)散元件將(jiang)輻射(she)(she)源的(de)(de)(de)電磁輻射(she)(she)分離出所(suo)需(xu)要的(de)(de)(de)波(bo)長或(huo)(huo)波(bo)長區域，并在選定的(de)(de)(de)波(bo)長上(shang)（或(huo)(huo)掃(sao)描某一(yi)波(bo)段）進行強(qiang)度(du)測(ce)定。分為單色(se)儀(yi)和多色(se)儀(yi)兩種。

二、光譜儀的種類有哪些

光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)的種類很(hen)(hen)多(duo)，分類方法也很(hen)(hen)多(duo)，根(gen)據光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)所(suo)采用的分解光(guang)(guang)譜(pu)(pu)的原理(li)，可以將其分成兩(liang)大(da)類：經(jing)典(dian)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)和新(xin)型光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)。經(jing)典(dian)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)是建(jian)立在空間色(se)散（分光(guang)(guang)）原理(li)上的儀(yi)(yi)器；新(xin)型光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)是建(jian)立在調制原理(li)上的儀(yi)(yi)器，故又稱為調制光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)。

經典光(guang)譜(pu)儀依據其色散(san)原理可(ke)將儀器(qi)分為：棱鏡光(guang)譜(pu)儀、衍射光(guang)柵光(guang)譜(pu)儀、干涉(she)光(guang)譜(pu)儀。

根據光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)器所能正常工作的光(guang)(guang)譜(pu)范圍(wei)，光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)可分為：真空紫(zi)外（遠紫(zi)外）光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)（6~200nm）、紫(zi)外光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)（185~400nm）、可見光(guang)(guang)光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)（380~780nm）、近紅外光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)（780nm~2.5μm）、紅外光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)（2.5~50μm）、遠紅外光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)（50μm~1mm）。

按探(tan)測方(fang)法(fa)分(fen)，有直(zhi)接用(yong)眼觀察的(de)分(fen)光(guang)(guang)(guang)鏡，用(yong)感光(guang)(guang)(guang)片(pian)記(ji)錄(lu)的(de)攝譜儀，以(yi)及用(yong)光(guang)(guang)(guang)電或熱電元件探(tan)測光(guang)(guang)(guang)譜的(de)分(fen)光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)度計等。單色(se)儀是通(tong)過狹縫只輸出單色(se)譜線的(de)光(guang)(guang)(guang)譜儀器(qi)，常與其他分(fen)析(xi)儀器(qi)配合使用(yong)。

三、光譜儀的結構及功能

一(yi)(yi)臺典型(xing)的光(guang)譜儀主要(yao)由一(yi)(yi)個光(guang)學(xue)平臺和一(yi)(yi)個檢測系(xi)統組成。包括(kuo)以(yi)下幾個主要(yao)部分：

1、入(ru)射(she)(she)狹縫：在入(ru)射(she)(she)光的(de)照射(she)(she)下形成光譜儀成像系(xi)統的(de)物點。

2、準直(zhi)元(yuan)(yuan)件：使狹縫發出的光線變為(wei)平行(xing)光。該準直(zhi)元(yuan)(yuan)件可(ke)以是(shi)一獨立(li)的透(tou)鏡、反射鏡、或直(zhi)接集成在色散元(yuan)(yuan)件上，如(ru)凹面光柵光譜儀(yi)中(zhong)的凹面光柵。

3、色散(san)元件：通(tong)常采用光柵，使光信號在空間上按波(bo)長分散(san)成為多條光束。

4、聚焦元件(jian)：聚焦色(se)散后(hou)的(de)光束(shu)，使其(qi)在(zai)焦平面上形成一(yi)系列入射狹(xia)縫(feng)的(de)像，其(qi)中每一(yi)像點對應于一(yi)特定波長。

5、探測(ce)器(qi)陣(zhen)列(lie)：放置于(yu)焦平面，用于(yu)測(ce)量各波長像點的(de)光強度(du)。該探測(ce)器(qi)陣(zhen)列(lie)可以是CCD陣(zhen)列(lie)或其它種(zhong)類的(de)光探測(ce)器(qi)陣(zhen)列(lie)。

四、光譜儀的原理

根(gen)據(ju)光(guang)譜學理論，所(suo)有(you)物質(zhi)的原子(zi)或分(fen)子(zi)受到激勵時(shi)既(ji)能(neng)發射一定波(bo)長(chang)的電磁(ci)(ci)波(bo)，也能(neng)吸收這一波(bo)長(chang)的電磁(ci)(ci)波(bo)。當一束白光(guang)通過(guo)棱鏡(jing)或光(guang)柵時(shi)，就被分(fen)散(san)成(cheng)一系列不同波(bo)長(chang)的色帶——光(guang)譜，這就是色散(san)現象。

光(guang)(guang)譜儀器(qi)(qi)主要由(you)光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)、單(dan)色器(qi)(qi)和探測器(qi)(qi)組成。發射光(guang)(guang)譜儀器(qi)(qi)最常用(yong)的(de)光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)是使樣品(pin)激(ji)(ji)發出的(de)電火花、交(jiao)直流電弧、感應(ying)耦合等離子(zi)體和激(ji)(ji)光(guang)(guang)等。吸(xi)收光(guang)(guang)譜儀器(qi)(qi)的(de)光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)主要采用(yong)各種(zhong)紫外、可見(jian)或(huo)紅外光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)或(huo)能發射某一元(yuan)素(su)所特有譜線的(de)空心(xin)陰極燈（由(you)矩(ju)形(xing)脈沖供電）。已有70余(yu)種(zhong)元(yuan)素(su)和30多種(zhong)復(fu)合元(yuan)素(su)的(de)空心(xin)陰極燈，可在很短時間內(nei)變換元(yuan)素(su)燈或(huo)調節燈光(guang)(guang)的(de)強(qiang)度(du)。

單色器(qi)由分(fen)(fen)光(guang)(guang)元件和(he)(he)狹縫組成(cheng)，它的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)是(shi)將光(guang)(guang)波(bo)(bo)按波(bo)(bo)長(chang)分(fen)(fen)散(san)開來，又稱(cheng)分(fen)(fen)光(guang)(guang)器(qi)或單色儀(yi)(yi)，過(guo)去(qu)用(yong)(yong)棱(leng)鏡分(fen)(fen)光(guang)(guang)，新型儀(yi)(yi)器(qi)已大(da)多改用(yong)(yong)光(guang)(guang)柵(zha)(zha)，故光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)器(qi)又分(fen)(fen)為光(guang)(guang)柵(zha)(zha)光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)或棱(leng)鏡光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)。棱(leng)鏡光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)在紫外波(bo)(bo)段有較大(da)的(de)(de)(de)色散(san)率，常用(yong)(yong)于堿金屬、稀(xi)土(tu)元素和(he)(he)礦物分(fen)(fen)析(xi)。光(guang)(guang)柵(zha)(zha)按制(zhi)造工藝可分(fen)(fen)為刻劃光(guang)(guang)柵(zha)(zha)和(he)(he)全息光(guang)(guang)柵(zha)(zha)，按工作表面(mian)(mian)幾何形狀可分(fen)(fen)為平面(mian)(mian)光(guang)(guang)柵(zha)(zha)和(he)(he)凹面(mian)(mian)光(guang)(guang)柵(zha)(zha)等。為了提(ti)高儀(yi)(yi)器(qi)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)辨本領和(he)(he)信噪比，可以(yi)采用(yong)(yong)更(geng)密的(de)(de)(de)光(guang)(guang)柵(zha)(zha)刻線或用(yong)(yong)幾塊光(guang)(guang)柵(zha)(zha)組合成(cheng)單色器(qi)。

探測(ce)(ce)器(qi)(qi)的作(zuo)用(yong)是探測(ce)(ce)、顯(xian)示或記錄各譜線的位(wei)置和強度。在攝譜儀中采用(yong)感光(guang)(guang)板(ban)記錄，然(ran)后再用(yong)光(guang)(guang)譜投影儀和測(ce)(ce)微光(guang)(guang)度計(ji)測(ce)(ce)量。光(guang)(guang)量計(ji)和分(fen)光(guang)(guang)光(guang)(guang)度計(ji)都用(yong)光(guang)(guang)電(dian)(dian)器(qi)(qi)件（如(ru)光(guang)(guang)電(dian)(dian)倍增管）或熱電(dian)(dian)器(qi)(qi)件（如(ru)熱電(dian)(dian)偶(ou)等）作(zuo)檢測(ce)(ce)元件，經光(guang)(guang)電(dian)(dian)變換放大后用(yong)檢流(liu)計(ji)顯(xian)示或用(yong)計(ji)算機處理。

五、光譜儀的應用

光譜儀應(ying)用很廣，在農業(ye)、天文、汽車、生(sheng)物、化學(xue)、鍍膜、色(se)度計量(liang)、環(huan)境(jing)檢測(ce)(ce)、薄(bo)膜工業(ye)、食品、印(yin)刷、造紙、拉曼光(guang)(guang)譜、半導體工業(ye)、成(cheng)分檢測(ce)(ce)、顏色(se)混合(he)及匹配、生(sheng)物醫學(xue)應(ying)用、熒光(guang)(guang)測(ce)(ce)量(liang)、寶石成(cheng)分檢測(ce)(ce)、氧濃(nong)度傳感器(qi)、真空室(shi)鍍膜過程監(jian)控、薄(bo)膜厚度測(ce)(ce)量(liang)、LED測(ce)(ce)量(liang)、發射光(guang)(guang)譜測(ce)(ce)量(liang)、紫外(wai)/可見吸收光(guang)(guang)譜測(ce)(ce)量(liang)、顏色(se)測(ce)(ce)量(liang)等領域應(ying)用廣泛。