光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀(Spectroscope)是將成(cheng)分(fen)(fen)(fen)復(fu)雜的(de)光(guang)(guang)分(fen)(fen)(fen)解為光(guang)(guang)譜(pu)(pu)線(xian)(xian)的(de)科學儀器(qi)(qi)，由棱鏡或(huo)衍射光(guang)(guang)柵等(deng)構(gou)成(cheng)，利用光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀可(ke)測(ce)量(liang)物體表面反射的(de)光(guang)(guang)線(xian)(xian)。陽光(guang)(guang)中的(de)七(qi)色(se)光(guang)(guang)是肉眼能分(fen)(fen)(fen)的(de)部分(fen)(fen)(fen)(可(ke)見光(guang)(guang))，但若通過(guo)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀將陽光(guang)(guang)分(fen)(fen)(fen)解，按(an)波(bo)長(chang)排列，可(ke)見光(guang)(guang)只占光(guang)(guang)譜(pu)(pu)中很(hen)小的(de)范圍，其余都(dou)是肉眼無法分(fen)(fen)(fen)辨的(de)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)，如紅外線(xian)(xian)、微波(bo)、紫外線(xian)(xian)、X射線(xian)(xian)等(deng)等(deng)。通過(guo)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀對光(guang)(guang)信息的(de)抓取、以照相底(di)片顯影，或(huo)電腦化(hua)自動(dong)顯示數值(zhi)儀器(qi)(qi)顯示和(he)分(fen)(fen)(fen)析，從而測(ce)知物品(pin)中含有(you)何種(zhong)元素。這種(zhong)技術被(bei)廣泛(fan)地應用于(yu)空氣(qi)污染、水污染、食品(pin)衛生、金屬工業等(deng)的(de)檢(jian)測(ce)中。
將復色(se)(se)光(guang)(guang)分(fen)(fen)離成(cheng)光(guang)(guang)譜的光(guang)(guang)學(xue)儀器。光(guang)(guang)譜儀有(you)多種(zhong)類(lei)型，除(chu)在可見光(guang)(guang)波(bo)段使用的光(guang)(guang)譜儀外(wai)，還(huan)有(you)紅外(wai)光(guang)(guang)譜儀和紫外(wai)光(guang)(guang)譜儀。按(an)色(se)(se)散元(yuan)件的不同可分(fen)(fen)為棱鏡光(guang)(guang)譜儀、光(guang)(guang)柵光(guang)(guang)譜儀和干涉光(guang)(guang)譜儀等。按(an)探測(ce)方法分(fen)(fen)，有(you)直(zhi)接用眼觀察的分(fen)(fen)光(guang)(guang)鏡，用感光(guang)(guang)片記錄的攝(she)譜儀，以及用光(guang)(guang)電(dian)或(huo)熱電(dian)元(yuan)件探測(ce)光(guang)(guang)譜的分(fen)(fen)光(guang)(guang)光(guang)(guang)度計等。單色(se)(se)儀是通過(guo)狹(xia)縫只輸出單色(se)(se)譜線的光(guang)(guang)譜儀器，常(chang)與其他(ta)分(fen)(fen)析儀器配合(he)使用。
圖中所示是三(san)棱(leng)(leng)鏡(jing)(jing)色(se)譜(pu)儀(yi)(yi)的(de)(de)基本結構。狹縫S與棱(leng)(leng)鏡(jing)(jing)的(de)(de)主截(jie)面(mian)垂直，放置(zhi)(zhi)在(zai)(zai)透鏡(jing)(jing)L的(de)(de)物方焦(jiao)面(mian)內(nei)，感(gan)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片放置(zhi)(zhi)在(zai)(zai)透鏡(jing)(jing)L的(de)(de)像方焦(jiao)面(mian)內(nei)。用光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源照明狹縫S，S的(de)(de)像成(cheng)在(zai)(zai)感(gan)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片上(shang)成(cheng)為(wei)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)線，由于棱(leng)(leng)鏡(jing)(jing)的(de)(de)色(se)散作用，不(bu)同波長的(de)(de)譜(pu)線彼此分開(kai)，就得(de)入射光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)。棱(leng)(leng)鏡(jing)(jing)攝譜(pu)儀(yi)(yi)能觀察的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)范(fan)(fan)圍(wei)決定于棱(leng)(leng)鏡(jing)(jing)等光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)學(xue)元件對光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)的(de)(de)吸收。普(pu)(pu)通光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)學(xue)玻璃只適用于可(ke)見光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波段，用石英(ying)可(ke)擴展到紫外(wai)(wai)區，在(zai)(zai)紅外(wai)(wai)區一般使(shi)用氯化(hua)鈉(na)、溴(xiu)化(hua)鉀和氟化(hua)鈣等晶體。普(pu)(pu)遍(bian)使(shi)用的(de)(de)反(fan)射式光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)范(fan)(fan)圍(wei)取決于光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵條(tiao)紋的(de)(de)設計，可(ke)以具有較寬(kuan)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)范(fan)(fan)圍(wei)。
表征(zheng)光(guang)(guang)譜儀(yi)(yi)基(ji)(ji)本特(te)性的參量(liang)有光(guang)(guang)譜范圍、色散(san)率(lv)、帶寬和分(fen)辨(bian)本領等。基(ji)(ji)于干(gan)涉(she)原(yuan)理設計的光(guang)(guang)譜儀(yi)(yi)（如(ru)法布里-珀(po)羅干(gan)涉(she)儀(yi)(yi)、傅立葉變換(huan)光(guang)(guang)譜儀(yi)(yi)）具有很高的色散(san)率(lv)和分(fen)辨(bian)本領，常用于光(guang)(guang)譜精(jing)細(xi)結構的分(fen)析。
根據現(xian)代光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)器(qi)的工作(zuo)原(yuan)理，光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)可以(yi)分為兩(liang)大(da)類：經(jing)典光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)和(he)新型(xing)(xing)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)。經(jing)典光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)器(qi)是建(jian)立(li)在空間色散原(yuan)理上(shang)的儀(yi)(yi)器(qi)；新型(xing)(xing)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)器(qi)是建(jian)立(li)在調制原(yuan)理上(shang)的儀(yi)(yi)器(qi)。經(jing)典光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)器(qi)都是狹縫光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)器(qi)。調制光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)是非空間分光(guang)(guang)(guang)(guang)的，它采(cai)用圓孔進光(guang)(guang)(guang)(guang)。
根(gen)據色散(san)組件的分(fen)光(guang)(guang)(guang)(guang)原理(li)(li)，光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)器(qi)可分(fen)為：棱鏡(jing)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)，衍(yan)射光(guang)(guang)(guang)(guang)柵光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)和干涉光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)。光(guang)(guang)(guang)(guang)學多道(dao)分(fen)析(xi)(xi)儀(yi)OMA(OpticalMulti-channelAnalyzer)是(shi)近十幾年出現的采(cai)用光(guang)(guang)(guang)(guang)子探測(ce)(ce)器(qi)(CCD)和計算機(ji)控制(zhi)的新型光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)分(fen)析(xi)(xi)儀(yi)器(qi)，它(ta)集信(xin)息(xi)采(cai)集，處理(li)(li)，存儲諸功能于(yu)一體。由于(yu)OMA不再使(shi)用感(gan)光(guang)(guang)(guang)(guang)乳膠，避免和省去(qu)了(le)暗室處理(li)(li)以及之后的一系列繁瑣處理(li)(li)，測(ce)(ce)量工(gong)作，使(shi)傳統(tong)的光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)技術(shu)發生了(le)根(gen)本的改變(bian)，大(da)大(da)改善了(le)工(gong)作條件，提高(gao)了(le)工(gong)作效率；使(shi)用OMA分(fen)析(xi)(xi)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)，測(ce)(ce)量準(zhun)確迅速，方便，且靈(ling)敏度高(gao)，響應時(shi)間(jian)快，光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)分(fen)辨率高(gao)，測(ce)(ce)量結果可立(li)即(ji)從顯示屏上(shang)讀出或由打印(yin)機(ji)，繪圖儀(yi)輸出。它(ta)己被廣(guang)泛(fan)使(shi)用于(yu)幾乎(hu)所有的光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)測(ce)(ce)量，分(fen)析(xi)(xi)及研究工(gong)作中，特別適應于(yu)對微弱信(xin)號，瞬變(bian)信(xin)號的檢測(ce)(ce)。
一(yi)臺(tai)(tai)典型的光譜儀主要由一(yi)個(ge)光學平(ping)臺(tai)(tai)和一(yi)個(ge)檢測系統組成。包括(kuo)以下幾個(ge)主要部分：
1.入(ru)射狹(xia)縫(feng):在入(ru)射光(guang)的照(zhao)射下形(xing)成光(guang)譜(pu)儀成像系統的物點。
2.準直元(yuan)件(jian):使(shi)狹縫發出(chu)的光(guang)(guang)線變為平行光(guang)(guang)。該準直元(yuan)件(jian)可(ke)以是一獨立(li)的透(tou)鏡、反射鏡、或(huo)直接集成在色(se)散元(yuan)件(jian)上，如(ru)凹面光(guang)(guang)柵(zha)(zha)光(guang)(guang)譜儀(yi)中的凹面光(guang)(guang)柵(zha)(zha)。
3.色散(san)元件(jian):通常采用光柵，使光信號在空間上按波(bo)長分(fen)散(san)成為多條光束(shu)。
4.聚焦元件:聚焦色散后的光束(shu)，使其在焦平面上(shang)形成一系列入射狹(xia)縫的像，其中每一像點對(dui)應于一特(te)定波長。
5.探測(ce)(ce)器(qi)陣列：放(fang)置于(yu)焦(jiao)平面，用于(yu)測(ce)(ce)量(liang)各波長(chang)像點的(de)光強度。該探測(ce)(ce)器(qi)陣列可(ke)以是(shi)CCD陣列或其(qi)它種類的(de)光探測(ce)(ce)器(qi)陣列。
光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)的(de)種(zhong)類很多(duo)(duo)，分類方(fang)法(fa)也很多(duo)(duo)，根據光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)所(suo)采用的(de)分解光(guang)(guang)譜(pu)(pu)的(de)原(yuan)理(li)，可以將其分成兩大(da)類：經(jing)典(dian)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)和新(xin)型光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)。經(jing)典(dian)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)是(shi)建(jian)立在空間(jian)色散（分光(guang)(guang)）原(yuan)理(li)上(shang)(shang)的(de)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)；新(xin)型光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)是(shi)建(jian)立在調(diao)制(zhi)原(yuan)理(li)上(shang)(shang)的(de)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)，故又稱為調(diao)制(zhi)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)。
經(jing)典光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)依據其色散原理可(ke)將儀(yi)器分為：棱(leng)鏡光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)、衍射光(guang)(guang)柵光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)、干涉光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)。
光(guang)譜(pu)儀應用很廣，在(zai)農業、天文、汽車(che)、生(sheng)物、化學、鍍膜(mo)、色(se)度計量(liang)(liang)、環(huan)境檢(jian)測、薄膜(mo)工業、食品(pin)、印刷、造紙、拉曼(man)光(guang)譜(pu)、半導體工業、成分(fen)檢(jian)測、顏色(se)混合及匹配、生(sheng)物醫學應用、熒(ying)光(guang)測量(liang)(liang)、寶石成分(fen)檢(jian)測、氧濃度傳感器、真空室(shi)鍍膜(mo)過程(cheng)監控、薄膜(mo)厚度測量(liang)(liang)、LED測量(liang)(liang)、發射光(guang)譜(pu)測量(liang)(liang)、紫外/可見(jian)吸收光(guang)譜(pu)測量(liang)(liang)、顏色(se)測量(liang)(liang)等領域(yu)應用廣泛。
光(guang)譜(pu)儀的(de)透射率或它(ta)的(de)效率可用輔助(zhu)單色(se)儀裝置來(lai)測(ce)定(ding)。在可見和(he)近紫外實現這(zhe)些(xie)測(ce)量沒有任何困難。測(ce)量通過第一個(ge)單色(se)儀的(de)光(guang)通量，緊接(jie)著測(ce)量通過兩個(ge)單色(se)儀的(de)光(guang)通量，以這(zhe)種方(fang)式來(lai)確定(ding)第二個(ge)單色(se)儀的(de)透射率。
絕對(dui)測(ce)(ce)量(liang)需(xu)要知道(dao)單色(se)儀(yi)的(de)絕對(dui)透射率：對(dui)于相對(dui)測(ce)(ce)量(liang)，以各種波長處的(de)相對(dui)單位可以測(ce)(ce)量(liang)透射率。真空紫外線(xian)的(de)這些測(ce)(ce)量(liang)有相當(dang)大的(de)實驗困難(nan)，因(yin)此(ci)通常(chang)使(shi)用輔助(zhu)單色(se)儀(yi)。在各種入射角的(de)情況下分(fen)別測(ce)(ce)量(liang)衍(yan)射光柵的(de)效率。在許多實驗步驟(zou)中已成功地避(bi)免(mian)了(le)校準上的(de)困難(nan)。
曾經研究過光(guang)柵(zha)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)與波長、入射角(jiao)、鍍層厚度、鍍層材(cai)料以及(ji)其(qi)它因(yin)素的(de)關系。所有這(zhe)些測量都(dou)指(zhi)出(chu)，在許多情況下能(neng)量損失是(shi)非常顯著的(de)，并且光(guang)柵(zha)的(de)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)低于1%，光(guang)柵(zha)的(de)不同部分可能(neng)有明顯不同的(de)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)。
