光譜儀( Spectroscope)是將成分復雜的光分解為光譜線的科學儀�,由棱鏡或衍射光柵等構成,利用光譜儀可測量物體表面反射的光線。陽光中的七色光是肉眼能分的部分(可見�),但若通過光譜儀將陽光分�,按波長排列,可見光只占光譜中很小的范圍,其余都是肉眼無法分辨的光譜,如紅外�、微�、紫外線、X射線等等。通過光譜儀對光信息的抓�、以照相底片顯影,或電腦化自動顯示數(shù)值儀器顯示和分析,從而測知物品中含有何種元素。這種技術被廣泛地應用于空氣污染、水污染、食品衛(wèi)�、金屬工�(yè)等的檢測中�
將復色光分離成光譜的光學儀�。光譜儀有多種類�,除在可見光波段使用的光譜儀�,還有紅外光譜儀和紫外光譜儀。按色散元件的不同可分為棱鏡光譜儀、光柵光譜儀和干涉光譜儀�。按探測方法�,有直接用眼觀察的分光�,用感光片記錄的攝譜儀,以及用光電或熱電元件探測光譜的分光光度計等。單色儀是通過狹縫只輸出單色譜線的光譜儀�,常與其他分析儀器配合使��
所示是三棱鏡攝譜儀的基本結�。狹縫S與棱鏡的主截面垂�,放置在透鏡L的物方焦面內,感光片放置在透鏡L的像方焦面內。用光源照明狹縫S� S的像成在感光片上成為光譜�,由于棱鏡的色散作用,不同波長的譜線彼此分開,就得入射光的光譜。棱鏡攝譜儀能觀察的光譜范圍決定于棱鏡等光學元件對光譜的吸收。普通光學玻璃只適用于可見光波段,用石英可擴展到紫外區(qū),在紅外區(qū)一般使用氯化鈉、溴化鉀和氟化鈣等晶�。普遍使用的反射式光柵光譜儀的光譜范圍取決于光柵條紋的設計,可以具有較寬的光譜范��
表征光譜儀基本特性的參量有光譜范圍、色散率、帶寬和分辨本領�?;诟缮嬖碓O計的光譜儀(如法布里-珀羅干涉儀、傅立葉變換光譜儀)具有很高的色散率和分辨本�,常用于光譜精細結構的分析�
根據(jù)�(xiàn)代光譜儀器的工作原理,光譜儀可以分為兩大�:�(jīng)典光譜儀和新型光譜儀.�(jīng)典光譜儀器是建立在空間色散原理上的儀�;新型光譜儀器是建立在調制原理上的儀�.�(jīng)典光譜儀器都是狹縫光譜儀�.調制光譜儀是非空間分光�,它采用圓孔進光�
根據(jù)色散組件的分光原�,光譜儀器可分為:棱鏡光譜儀,衍射光柵光譜儀和干涉光譜儀.光學多道分析儀OMA (Optical Multi-channel Analyzer)是近十幾年出�(xiàn)的采用光子探測器(CCD)和計算機控制的新型光譜分析儀�,它集信息采集,處理, 存儲諸功能于一�.由于OMA不再使用感光乳膠,避免和省去了暗室處理以及之后的一系列繁瑣處理,測量工作,使傳�(tǒng)的光譜技術發(fā)生了根本的改�,大大改善了工作條�,提高了工作效�;使用OMA分析光譜,測量準確迅�,方便,且靈敏度�,響應時間�,光譜分辨率高,測量結果可立即從顯示屏上讀出或由打印機,繪圖儀輸出。它己被廣泛使用于幾乎所有的光譜測量,分析及研究工作中,特別適應于對微弱信號,瞬變信號的檢��
如圖1-1所示 一臺典型的光譜儀主要由一個光學平臺和一個檢測系�(tǒng)組成。包括以下幾個主要部分:
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��
2� 準直元件: 使狹縫發(fā)出的光線�?yōu)槠叫�?。該準直元件可以是一獨立的透鏡、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,其中每一像點對應于一特定波長�
5� 探測器陣列:放置于焦平面,用于測量各波長像點的光強度。該探測器陣列可以是CCD陣列或其它種類的光探測器陣列�
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