光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(Spectroscope)是(shi)將成分(fen)(fen)復雜的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)分(fen)(fen)解(jie)為光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)線的(de)科學(xue)儀(yi)器，由棱鏡或衍(yan)射光(guang)(guang)(guang)(guang)柵等(deng)構成，利(li)用光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)可測(ce)量(liang)物(wu)體表面反射的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)線。陽光(guang)(guang)(guang)(guang)中(zhong)的(de)七色光(guang)(guang)(guang)(guang)是(shi)肉(rou)眼(yan)能分(fen)(fen)的(de)部(bu)分(fen)(fen)(可見光(guang)(guang)(guang)(guang))，但若(ruo)通過光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)將陽光(guang)(guang)(guang)(guang)分(fen)(fen)解(jie)，按波長排列，可見光(guang)(guang)(guang)(guang)只占(zhan)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)中(zhong)很小的(de)范圍，其余都(dou)是(shi)肉(rou)眼(yan)無法分(fen)(fen)辨的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)，如(ru)紅外(wai)線、微波、紫外(wai)線、X射線等(deng)等(deng)。通過光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)對光(guang)(guang)(guang)(guang)信息(xi)的(de)抓取、以照(zhao)相底片顯影(ying)，或電腦化自動(dong)顯示數值儀(yi)器顯示和(he)分(fen)(fen)析，從而(er)測(ce)知物(wu)品(pin)中(zhong)含(han)有何種元素(su)。這種技術被廣泛地應用于(yu)空氣污(wu)染、水污(wu)染、食品(pin)衛生、金(jin)屬工業(ye)等(deng)的(de)檢測(ce)中(zhong)。
將復(fu)色(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)分(fen)(fen)離成光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)學儀(yi)(yi)(yi)(yi)器(qi)。光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)有多種(zhong)類型(xing)，除(chu)在可(ke)見光(guang)(guang)(guang)(guang)波段使用(yong)的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)外(wai)，還(huan)有紅外(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)和紫外(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)。按色(se)散元(yuan)件(jian)的(de)不同可(ke)分(fen)(fen)為棱鏡光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)、光(guang)(guang)(guang)(guang)柵光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)和干涉光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)等(deng)。按探(tan)測(ce)方法分(fen)(fen)，有直接用(yong)眼觀察的(de)分(fen)(fen)光(guang)(guang)(guang)(guang)鏡，用(yong)感光(guang)(guang)(guang)(guang)片記錄的(de)攝譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)，以及用(yong)光(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)或熱電(dian)元(yuan)件(jian)探(tan)測(ce)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)的(de)分(fen)(fen)光(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)度(du)計(ji)等(deng)。單色(se)儀(yi)(yi)(yi)(yi)是通過狹縫(feng)只輸(shu)出單色(se)譜(pu)線的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)器(qi)，常與(yu)其(qi)他分(fen)(fen)析儀(yi)(yi)(yi)(yi)器(qi)配合使用(yong)。
圖中所(suo)示(shi)是三棱(leng)鏡(jing)色譜(pu)儀(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)基本結構。狹縫S與棱(leng)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)主截面(mian)垂直(zhi)，放置在(zai)透鏡(jing)L的(de)(de)(de)(de)(de)物方焦面(mian)內，感光(guang)片(pian)放置在(zai)透鏡(jing)L的(de)(de)(de)(de)(de)像(xiang)方焦面(mian)內。用(yong)(yong)光(guang)源照明狹縫S，S的(de)(de)(de)(de)(de)像(xiang)成在(zai)感光(guang)片(pian)上成為光(guang)譜(pu)線(xian)，由于(yu)棱(leng)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)色散(san)作用(yong)(yong)，不(bu)同波長的(de)(de)(de)(de)(de)譜(pu)線(xian)彼此(ci)分開(kai)，就得入射光(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)譜(pu)。棱(leng)鏡(jing)攝(she)譜(pu)儀(yi)能觀察(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)譜(pu)范圍決定于(yu)棱(leng)鏡(jing)等光(guang)學元件對光(guang)譜(pu)的(de)(de)(de)(de)(de)吸收。普(pu)通(tong)光(guang)學玻璃只(zhi)適(shi)用(yong)(yong)于(yu)可(ke)見光(guang)波段，用(yong)(yong)石英可(ke)擴(kuo)展到紫外區，在(zai)紅外區一般使用(yong)(yong)氯化(hua)鈉、溴化(hua)鉀和氟化(hua)鈣(gai)等晶(jing)體。普(pu)遍使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)射式光(guang)柵光(guang)譜(pu)儀(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)譜(pu)范圍取決于(yu)光(guang)柵條(tiao)紋的(de)(de)(de)(de)(de)設計，可(ke)以具有較寬的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)譜(pu)范圍。
表征光(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)基本特性的(de)參量有(you)光(guang)譜(pu)(pu)范圍(wei)、色(se)散率、帶(dai)寬和(he)分辨(bian)本領等。基于干(gan)涉原理設計的(de)光(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)（如法布里(li)-珀羅干(gan)涉儀(yi)、傅立(li)葉(xie)變換光(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)）具有(you)很高的(de)色(se)散率和(he)分辨(bian)本領，常(chang)用(yong)于光(guang)譜(pu)(pu)精細結構的(de)分析。
根據現代光(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi)的工作原理，光(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)可以分為(wei)兩大類：經典光(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)和(he)新型光(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)。經典光(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi)是(shi)建立(li)(li)在空(kong)間(jian)色散原理上(shang)的儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi)；新型光(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi)是(shi)建立(li)(li)在調(diao)制原理上(shang)的儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi)。經典光(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi)都是(shi)狹縫光(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi)。調(diao)制光(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)是(shi)非空(kong)間(jian)分光(guang)的，它采用圓孔(kong)進光(guang)。
根據(ju)色散組件(jian)的(de)分(fen)(fen)光原理，光譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)器(qi)可(ke)分(fen)(fen)為(wei)：棱鏡光譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)，衍射光柵(zha)光譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)和(he)(he)干涉光譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)。光學多道分(fen)(fen)析(xi)儀(yi)(yi)(yi)(yi)OMA(OpticalMulti-channelAnalyzer)是近十(shi)幾年(nian)出現的(de)采用光子探(tan)測(ce)(ce)器(qi)(CCD)和(he)(he)計(ji)算機控制的(de)新型光譜(pu)(pu)(pu)分(fen)(fen)析(xi)儀(yi)(yi)(yi)(yi)器(qi)，它(ta)集信(xin)息采集，處理，存(cun)儲(chu)諸功(gong)能于一體。由(you)于OMA不再使(shi)用感光乳膠，避免和(he)(he)省去了(le)暗室(shi)處理以及之后的(de)一系列繁瑣處理，測(ce)(ce)量(liang)(liang)工(gong)作(zuo)(zuo)，使(shi)傳統的(de)光譜(pu)(pu)(pu)技術發(fa)生了(le)根本的(de)改變，大大改善了(le)工(gong)作(zuo)(zuo)條(tiao)件(jian)，提高了(le)工(gong)作(zuo)(zuo)效率；使(shi)用OMA分(fen)(fen)析(xi)光譜(pu)(pu)(pu)，測(ce)(ce)量(liang)(liang)準確迅速，方(fang)便(bian)，且靈(ling)敏度(du)高，響應(ying)時(shi)間快，光譜(pu)(pu)(pu)分(fen)(fen)辨率高，測(ce)(ce)量(liang)(liang)結果可(ke)立(li)即(ji)從顯示屏上讀出或由(you)打(da)印機，繪圖儀(yi)(yi)(yi)(yi)輸(shu)出。它(ta)己被廣泛使(shi)用于幾乎所(suo)有的(de)光譜(pu)(pu)(pu)測(ce)(ce)量(liang)(liang)，分(fen)(fen)析(xi)及研究(jiu)工(gong)作(zuo)(zuo)中(zhong)，特別適應(ying)于對微弱信(xin)號，瞬變信(xin)號的(de)檢測(ce)(ce)。
一臺典(dian)型的(de)光譜儀主要由(you)一個光學平臺和一個檢測(ce)系統組成。包括以(yi)下幾個主要部分：
1.入射(she)狹縫:在入射(she)光(guang)的照(zhao)射(she)下形成光(guang)譜儀成像系統(tong)的物(wu)點(dian)。
2.準(zhun)直(zhi)元件(jian):使(shi)狹縫發出的光(guang)線變為(wei)平行(xing)光(guang)。該(gai)準(zhun)直(zhi)元件(jian)可以是一(yi)獨立的透(tou)鏡、反射鏡、或直(zhi)接集(ji)成(cheng)在色散元件(jian)上，如凹(ao)面光(guang)柵光(guang)譜儀中的凹(ao)面光(guang)柵。
3.色(se)散元件:通常采(cai)用光柵，使光信號(hao)在空間上按波長分散成為多條光束。
4.聚焦元件:聚焦色散后的(de)光束，使其(qi)(qi)在(zai)焦平(ping)面上形成一(yi)(yi)系列入射狹縫的(de)像，其(qi)(qi)中(zhong)每一(yi)(yi)像點(dian)對應于(yu)一(yi)(yi)特定波(bo)長。
5.探(tan)(tan)測器(qi)陣(zhen)列：放置于焦平面，用于測量各波長像點的光(guang)強度。該探(tan)(tan)測器(qi)陣(zhen)列可以(yi)是(shi)CCD陣(zhen)列或其它種類的光(guang)探(tan)(tan)測器(qi)陣(zhen)列。
光(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)的種類(lei)(lei)很多(duo)，分(fen)類(lei)(lei)方法也很多(duo)，根(gen)據光(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)所采用(yong)的分(fen)解光(guang)(guang)(guang)譜(pu)的原理(li)(li)，可以將其分(fen)成兩(liang)大類(lei)(lei)：經典(dian)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)和新型(xing)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)。經典(dian)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)是(shi)建立(li)在(zai)空間色散(san)（分(fen)光(guang)(guang)(guang)）原理(li)(li)上的儀(yi)器；新型(xing)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)是(shi)建立(li)在(zai)調制原理(li)(li)上的儀(yi)器，故又(you)稱(cheng)為(wei)調制光(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)。
經典(dian)光譜儀(yi)依(yi)據其色散(san)原理可將儀(yi)器分為：棱鏡光譜儀(yi)、衍射(she)光柵(zha)光譜儀(yi)、干涉光譜儀(yi)。
光(guang)譜儀應(ying)用很廣，在(zai)農業(ye)、天文、汽車(che)、生物、化學、鍍(du)膜(mo)、色(se)度(du)計(ji)量(liang)(liang)(liang)、環(huan)境檢測、薄(bo)膜(mo)工業(ye)、食品、印刷、造紙、拉曼(man)光(guang)譜、半導體工業(ye)、成(cheng)分(fen)(fen)檢測、顏色(se)混合及匹(pi)配、生物醫學應(ying)用、熒光(guang)測量(liang)(liang)(liang)、寶石成(cheng)分(fen)(fen)檢測、氧濃度(du)傳感器、真空室鍍(du)膜(mo)過(guo)程(cheng)監(jian)控、薄(bo)膜(mo)厚(hou)度(du)測量(liang)(liang)(liang)、LED測量(liang)(liang)(liang)、發射光(guang)譜測量(liang)(liang)(liang)、紫外/可(ke)見(jian)吸(xi)收光(guang)譜測量(liang)(liang)(liang)、顏色(se)測量(liang)(liang)(liang)等領域應(ying)用廣泛(fan)。
光譜儀(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)透(tou)射率或它(ta)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)率可用輔助單(dan)色(se)(se)儀(yi)(yi)裝(zhuang)置來測(ce)(ce)定。在(zai)可見和近(jin)紫外實(shi)現這些測(ce)(ce)量沒有任(ren)何困難。測(ce)(ce)量通(tong)(tong)過(guo)第(di)一個單(dan)色(se)(se)儀(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)光通(tong)(tong)量，緊接著測(ce)(ce)量通(tong)(tong)過(guo)兩個單(dan)色(se)(se)儀(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)光通(tong)(tong)量，以這種(zhong)方式來確定第(di)二(er)個單(dan)色(se)(se)儀(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)透(tou)射率。
絕對(dui)(dui)(dui)測(ce)(ce)(ce)量(liang)需要知道單(dan)色儀的絕對(dui)(dui)(dui)透射率：對(dui)(dui)(dui)于相對(dui)(dui)(dui)測(ce)(ce)(ce)量(liang)，以各(ge)(ge)種波長處(chu)的相對(dui)(dui)(dui)單(dan)位可(ke)以測(ce)(ce)(ce)量(liang)透射率。真空紫外線(xian)的這些測(ce)(ce)(ce)量(liang)有相當大的實(shi)(shi)驗困難(nan)，因此通常(chang)使用輔助單(dan)色儀。在各(ge)(ge)種入射角的情(qing)況下(xia)分別測(ce)(ce)(ce)量(liang)衍射光柵的效率。在許多實(shi)(shi)驗步驟中已成功(gong)地避免了(le)校(xiao)準上的困難(nan)。
曾(ceng)經(jing)研(yan)究過光柵(zha)效(xiao)率與(yu)波(bo)長、入(ru)射角、鍍層厚(hou)度(du)、鍍層材料以及(ji)其它因素的(de)關系。所(suo)有這(zhe)些測量都指出，在(zai)許多(duo)情(qing)況(kuang)下能量損失是非常顯著的(de)，并且光柵(zha)的(de)效(xiao)率低于1%，光柵(zha)的(de)不(bu)同(tong)部分可能有明顯不(bu)同(tong)的(de)效(xiao)率。
