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光譜儀器行業簡介

一、光譜儀是干什么用的

光(guang)譜(pu)儀(yi)又稱分光(guang)儀(yi)，廣泛為人知的為直讀光(guang)譜(pu)儀(yi)。以光(guang)電(dian)(dian)倍增管(guan)等光(guang)探測(ce)器(qi)測(ce)量譜(pu)線不同波長位置強度的裝置。它由一個入(ru)射狹(xia)縫(feng)，一個色(se)散(san)系(xi)(xi)統，一個成像系(xi)(xi)統和一個或(huo)多(duo)個出(chu)射狹(xia)縫(feng)組成。以色(se)散(san)元件將輻(fu)射源的電(dian)(dian)磁輻(fu)射分離出(chu)所需要的波長或(huo)波長區域(yu)，并在(zai)選(xuan)定(ding)的波長上（或(huo)掃描某(mou)一波段(duan)）進行強度測(ce)定(ding)。分為單色(se)儀(yi)和多(duo)色(se)儀(yi)兩種。

二、光譜儀的種類有哪些

光(guang)(guang)譜儀的種類很多，分類方法也(ye)很多，根據光(guang)(guang)譜儀所采用(yong)的分解光(guang)(guang)譜的原理(li)，可以將其(qi)分成兩大類：經(jing)典(dian)光(guang)(guang)譜儀和新(xin)型光(guang)(guang)譜儀。經(jing)典(dian)光(guang)(guang)譜儀是建立(li)在空間(jian)色散（分光(guang)(guang)）原理(li)上的儀器(qi)；新(xin)型光(guang)(guang)譜儀是建立(li)在調制原理(li)上的儀器(qi)，故又稱為調制光(guang)(guang)譜儀。

經典光譜(pu)儀依據其色散原理可將儀器分為：棱鏡光譜(pu)儀、衍射光柵光譜(pu)儀、干涉光譜(pu)儀。

根據光(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)所能正常工作的(de)光(guang)譜(pu)(pu)范圍，光(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)可(ke)分(fen)為(wei)：真空紫外(wai)（遠紫外(wai)）光(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)（6~200nm）、紫外(wai)光(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)（185~400nm）、可(ke)見光(guang)光(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)（380~780nm）、近紅外(wai)光(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)（780nm~2.5μm）、紅外(wai)光(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)（2.5~50μm）、遠紅外(wai)光(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)（50μm~1mm）。

按探測方法分(fen)，有直接用(yong)眼觀察(cha)的(de)分(fen)光鏡，用(yong)感光片記錄的(de)攝(she)譜儀，以(yi)及用(yong)光電(dian)或(huo)熱電(dian)元件探測光譜的(de)分(fen)光光度計等。單(dan)色(se)儀是通(tong)過狹縫只輸出單(dan)色(se)譜線的(de)光譜儀器，常與其(qi)他分(fen)析儀器配(pei)合使用(yong)。

三、光譜儀的結構及功能

一臺(tai)典型的(de)光(guang)譜儀主要由一個(ge)光(guang)學平臺(tai)和一個(ge)檢(jian)測(ce)系統(tong)組成。包括以(yi)下幾(ji)個(ge)主要部分(fen)：

1、入(ru)射狹縫：在(zai)入(ru)射光的(de)照射下形成(cheng)光譜儀成(cheng)像系統的(de)物點。

2、準直(zhi)元(yuan)(yuan)件：使(shi)狹縫發出(chu)的(de)光(guang)線變為平行光(guang)。該(gai)準直(zhi)元(yuan)(yuan)件可以(yi)是(shi)一獨立的(de)透鏡、反(fan)射鏡、或直(zhi)接集(ji)成在色散元(yuan)(yuan)件上，如凹面光(guang)柵光(guang)譜儀中的(de)凹面光(guang)柵。

3、色散元(yuan)件：通常采用光(guang)柵，使光(guang)信號在空間上按波長分散成為多條光(guang)束(shu)。

4、聚(ju)焦元件：聚(ju)焦色散后(hou)的光束，使其在焦平面(mian)上形(xing)成一(yi)系列入射狹縫的像(xiang)，其中每(mei)一(yi)像(xiang)點(dian)對應(ying)于(yu)一(yi)特定波長。

5、探(tan)測器陣(zhen)(zhen)列：放置于焦平(ping)面，用于測量各(ge)波(bo)長像(xiang)點的(de)光強度。該探(tan)測器陣(zhen)(zhen)列可以是CCD陣(zhen)(zhen)列或其它(ta)種類的(de)光探(tan)測器陣(zhen)(zhen)列。

四、光譜儀的原理

根據光(guang)譜學理(li)論，所有物質的(de)原(yuan)子(zi)或分子(zi)受(shou)到激勵(li)時既能發射一定波(bo)長的(de)電磁波(bo)，也能吸收這(zhe)一波(bo)長的(de)電磁波(bo)。當一束白光(guang)通過棱鏡或光(guang)柵時，就被分散成一系列不同波(bo)長的(de)色(se)帶(dai)——光(guang)譜，這(zhe)就是(shi)色(se)散現象。

光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)器(qi)主要(yao)由光(guang)(guang)源(yuan)、單色器(qi)和(he)探(tan)測(ce)器(qi)組成。發射光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)器(qi)最常用的(de)(de)光(guang)(guang)源(yuan)是使樣(yang)品激發出(chu)的(de)(de)電火花、交直流電弧、感應(ying)耦合等離子體和(he)激光(guang)(guang)等。吸(xi)收光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)器(qi)的(de)(de)光(guang)(guang)源(yuan)主要(yao)采(cai)用各種紫(zi)外、可見或(huo)(huo)紅外光(guang)(guang)源(yuan)或(huo)(huo)能發射某一元(yuan)素所特(te)有譜(pu)線的(de)(de)空心陰極燈(deng)（由矩形脈沖供電）。已有70余種元(yuan)素和(he)30多種復合元(yuan)素的(de)(de)空心陰極燈(deng)，可在很短時間(jian)內變換元(yuan)素燈(deng)或(huo)(huo)調節燈(deng)光(guang)(guang)的(de)(de)強度(du)。

單色(se)器(qi)由分(fen)(fen)(fen)(fen)光(guang)(guang)(guang)元(yuan)(yuan)件和(he)(he)狹縫組成，它的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)是(shi)將光(guang)(guang)(guang)波按波長分(fen)(fen)(fen)(fen)散開來(lai)，又稱分(fen)(fen)(fen)(fen)光(guang)(guang)(guang)器(qi)或(huo)單色(se)儀(yi)(yi)，過(guo)去用(yong)(yong)(yong)棱鏡(jing)(jing)分(fen)(fen)(fen)(fen)光(guang)(guang)(guang)，新型儀(yi)(yi)器(qi)已大多改用(yong)(yong)(yong)光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)，故光(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)器(qi)又分(fen)(fen)(fen)(fen)為光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)或(huo)棱鏡(jing)(jing)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)。棱鏡(jing)(jing)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)在紫外波段(duan)有較大的(de)(de)色(se)散率，常用(yong)(yong)(yong)于(yu)堿金屬、稀土元(yuan)(yuan)素和(he)(he)礦物(wu)分(fen)(fen)(fen)(fen)析。光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)按制造工藝可分(fen)(fen)(fen)(fen)為刻(ke)劃光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)和(he)(he)全(quan)息光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)，按工作(zuo)表面幾(ji)何形(xing)狀(zhuang)可分(fen)(fen)(fen)(fen)為平面光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)和(he)(he)凹面光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)等。為了提(ti)高(gao)儀(yi)(yi)器(qi)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)辨本領和(he)(he)信噪比，可以采(cai)用(yong)(yong)(yong)更密的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)刻(ke)線或(huo)用(yong)(yong)(yong)幾(ji)塊光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)組合成單色(se)器(qi)。

探測(ce)(ce)器(qi)的作用(yong)是探測(ce)(ce)、顯示或記錄(lu)各譜(pu)線的位(wei)置(zhi)和強度。在攝譜(pu)儀(yi)中采(cai)用(yong)感光板記錄(lu)，然(ran)后再用(yong)光譜(pu)投影(ying)儀(yi)和測(ce)(ce)微(wei)光度計(ji)(ji)測(ce)(ce)量。光量計(ji)(ji)和分光光度計(ji)(ji)都用(yong)光電(dian)器(qi)件(jian)(jian)（如光電(dian)倍增管）或熱電(dian)器(qi)件(jian)(jian)（如熱電(dian)偶等）作檢測(ce)(ce)元件(jian)(jian)，經光電(dian)變換放大后用(yong)檢流(liu)計(ji)(ji)顯示或用(yong)計(ji)(ji)算機處理(li)。

五、光譜儀的應用

光譜儀應用很廣，在農業、天文、汽車、生物、化學、鍍膜(mo)、色度計(ji)量(liang)、環境檢(jian)測(ce)(ce)、薄(bo)(bo)膜(mo)工(gong)(gong)業、食品、印刷、造(zao)紙、拉曼光(guang)譜、半導(dao)體工(gong)(gong)業、成分檢(jian)測(ce)(ce)、顏(yan)色混合及匹(pi)配、生物醫學應用、熒光(guang)測(ce)(ce)量(liang)、寶(bao)石成分檢(jian)測(ce)(ce)、氧(yang)濃度傳(chuan)感(gan)器、真空室鍍膜(mo)過(guo)程監控、薄(bo)(bo)膜(mo)厚度測(ce)(ce)量(liang)、LED測(ce)(ce)量(liang)、發(fa)射光(guang)譜測(ce)(ce)量(liang)、紫外/可(ke)見吸收光(guang)譜測(ce)(ce)量(liang)、顏(yan)色測(ce)(ce)量(liang)等領(ling)域應用廣泛。