芒果视频

光譜儀行業簡介

一、光譜儀是干什么用的

光譜儀又稱(cheng)分(fen)光儀，廣泛為(wei)人知(zhi)的(de)(de)為(wei)直(zhi)讀(du)光譜儀。以(yi)光電倍(bei)增管等光探測(ce)器測(ce)量譜線不(bu)同(tong)波(bo)(bo)長位置強(qiang)度(du)(du)的(de)(de)裝(zhuang)置。它由一(yi)(yi)個(ge)(ge)入射(she)狹縫(feng)，一(yi)(yi)個(ge)(ge)色(se)(se)散(san)系統，一(yi)(yi)個(ge)(ge)成(cheng)像系統和(he)一(yi)(yi)個(ge)(ge)或(huo)多個(ge)(ge)出(chu)射(she)狹縫(feng)組成(cheng)。以(yi)色(se)(se)散(san)元(yuan)件(jian)將輻(fu)射(she)源的(de)(de)電磁輻(fu)射(she)分(fen)離出(chu)所需要的(de)(de)波(bo)(bo)長或(huo)波(bo)(bo)長區域，并(bing)在選定的(de)(de)波(bo)(bo)長上（或(huo)掃(sao)描(miao)某一(yi)(yi)波(bo)(bo)段(duan)）進行(xing)強(qiang)度(du)(du)測(ce)定。分(fen)為(wei)單色(se)(se)儀和(he)多色(se)(se)儀兩(liang)種(zhong)。

二、光譜儀的種類有哪些

光(guang)譜(pu)儀的種類很多(duo)，分(fen)類方法也(ye)很多(duo)，根據(ju)光(guang)譜(pu)儀所采用的分(fen)解光(guang)譜(pu)的原理，可以將其分(fen)成兩大(da)類：經典(dian)光(guang)譜(pu)儀和新型(xing)光(guang)譜(pu)儀。經典(dian)光(guang)譜(pu)儀是建(jian)立在(zai)空間色散(san)（分(fen)光(guang)）原理上的儀器；新型(xing)光(guang)譜(pu)儀是建(jian)立在(zai)調(diao)制原理上的儀器，故又(you)稱為調(diao)制光(guang)譜(pu)儀。

經(jing)典光(guang)譜(pu)儀(yi)依據其色散(san)原理可將儀(yi)器分為：棱鏡光(guang)譜(pu)儀(yi)、衍(yan)射光(guang)柵光(guang)譜(pu)儀(yi)、干涉光(guang)譜(pu)儀(yi)。

根據光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)器所能(neng)正常工作的光(guang)(guang)譜(pu)范圍(wei)，光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)可分為(wei)：真空紫外(wai)（遠(yuan)紫外(wai)）光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)（6~200nm）、紫外(wai)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(wai)光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)（780nm~2.5μm）、紅外(wai)光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)（2.5~50μm）、遠(yuan)紅外(wai)光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)（50μm~1mm）。

按探測方法分，有直接用(yong)眼(yan)觀察的(de)(de)分光(guang)(guang)鏡，用(yong)感光(guang)(guang)片記錄的(de)(de)攝譜(pu)儀(yi)，以及用(yong)光(guang)(guang)電或(huo)熱(re)電元件探測光(guang)(guang)譜(pu)的(de)(de)分光(guang)(guang)光(guang)(guang)度(du)計等(deng)。單(dan)色儀(yi)是通(tong)過(guo)狹縫只(zhi)輸出單(dan)色譜(pu)線的(de)(de)光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)器，常(chang)與其(qi)他分析(xi)儀(yi)器配合使(shi)用(yong)。

三、光譜儀的結構及功能

一臺(tai)(tai)典型的光譜儀(yi)主要(yao)由一個光學(xue)平臺(tai)(tai)和(he)一個檢測系統組成。包括以下幾(ji)個主要(yao)部分：

1、入(ru)射狹縫：在入(ru)射光的(de)(de)照射下(xia)形(xing)成(cheng)光譜(pu)儀成(cheng)像系統(tong)的(de)(de)物點。

2、準直元件：使狹縫發出的光線(xian)變為平行光。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(shang)，如(ru)凹(ao)面(mian)(mian)光柵光譜儀中(zhong)的凹(ao)面(mian)(mian)光柵。

3、色散(san)元件：通常采用光柵，使光信號在空間上按(an)波長(chang)分散(san)成為多條光束。

4、聚(ju)焦(jiao)(jiao)元件(jian)：聚(ju)焦(jiao)(jiao)色散(san)后的(de)光束，使其在(zai)焦(jiao)(jiao)平面上形成一系列入(ru)射狹(xia)縫的(de)像，其中每一像點對(dui)應于一特定波長。

5、探(tan)測(ce)(ce)器陣(zhen)列(lie)(lie)：放置于焦(jiao)平面(mian)，用于測(ce)(ce)量各波長像點的光(guang)強度。該探(tan)測(ce)(ce)器陣(zhen)列(lie)(lie)可(ke)以是CCD陣(zhen)列(lie)(lie)或其它種類的光(guang)探(tan)測(ce)(ce)器陣(zhen)列(lie)(lie)。

四、光譜儀的原理

根據光(guang)譜學理論，所有(you)物質的(de)原子或分子受到激勵時既能發射(she)一定波(bo)長的(de)電(dian)磁(ci)波(bo)，也能吸(xi)收(shou)這一波(bo)長的(de)電(dian)磁(ci)波(bo)。當(dang)一束白光(guang)通過(guo)棱(leng)鏡或光(guang)柵時，就被分散成一系列不同(tong)波(bo)長的(de)色(se)帶——光(guang)譜，這就是(shi)色(se)散現象。

光(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)器(qi)主要由光(guang)源(yuan)、單色器(qi)和探測器(qi)組成。發射光(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)器(qi)最常(chang)用(yong)的(de)(de)光(guang)源(yuan)是使樣品激(ji)發出的(de)(de)電(dian)火花、交(jiao)直流(liu)電(dian)弧、感應(ying)耦(ou)合等(deng)離子體和激(ji)光(guang)等(deng)。吸收光(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)器(qi)的(de)(de)光(guang)源(yuan)主要采用(yong)各種紫外(wai)、可見或紅外(wai)光(guang)源(yuan)或能發射某一元素(su)(su)所特(te)有譜(pu)線的(de)(de)空(kong)心陰極燈(deng)（由矩形脈沖供電(dian)）。已有70余種元素(su)(su)和30多種復合元素(su)(su)的(de)(de)空(kong)心陰極燈(deng)，可在很(hen)短時間內變(bian)換元素(su)(su)燈(deng)或調節燈(deng)光(guang)的(de)(de)強度。

單色(se)器(qi)由分(fen)(fen)光(guang)(guang)(guang)(guang)元(yuan)件和狹縫組成，它的作用(yong)是(shi)將光(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)按波(bo)長分(fen)(fen)散開來(lai)，又(you)稱(cheng)分(fen)(fen)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)或(huo)單色(se)儀，過去用(yong)棱(leng)鏡(jing)分(fen)(fen)光(guang)(guang)(guang)(guang)，新型儀器(qi)已(yi)大多改用(yong)光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)，故光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀器(qi)又(you)分(fen)(fen)為(wei)光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀或(huo)棱(leng)鏡(jing)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀。棱(leng)鏡(jing)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀在紫外波(bo)段有較大的色(se)散率(lv)，常用(yong)于堿金屬、稀土(tu)元(yuan)素和礦物(wu)分(fen)(fen)析。光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)按制造工(gong)藝可分(fen)(fen)為(wei)刻(ke)(ke)劃光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)和全息光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)，按工(gong)作表(biao)面(mian)(mian)幾何(he)形狀可分(fen)(fen)為(wei)平面(mian)(mian)光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)和凹面(mian)(mian)光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)等(deng)。為(wei)了(le)提高儀器(qi)的分(fen)(fen)辨本領和信噪(zao)比，可以采用(yong)更密的光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)刻(ke)(ke)線或(huo)用(yong)幾塊光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)組合成單色(se)器(qi)。

探測(ce)器的作用(yong)是探測(ce)、顯示(shi)或記(ji)錄各譜線(xian)的位置和強度。在攝譜儀中采用(yong)感光(guang)板記(ji)錄，然后再用(yong)光(guang)譜投影儀和測(ce)微光(guang)度計(ji)測(ce)量。光(guang)量計(ji)和分光(guang)光(guang)度計(ji)都用(yong)光(guang)電器件(jian)(jian)（如(ru)光(guang)電倍增管(guan)）或熱電器件(jian)(jian)（如(ru)熱電偶(ou)等）作檢(jian)測(ce)元(yuan)件(jian)(jian)，經(jing)光(guang)電變換放(fang)大后用(yong)檢(jian)流計(ji)顯示(shi)或用(yong)計(ji)算機處理。

五、光譜儀的應用

光譜儀應(ying)(ying)用(yong)很(hen)廣，在農業(ye)、天文、汽車(che)、生(sheng)物(wu)(wu)、化(hua)學、鍍(du)膜、色(se)度(du)計量(liang)(liang)、環境檢測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)、薄膜工業(ye)、食(shi)品、印刷、造(zao)紙、拉(la)曼光(guang)譜(pu)(pu)、半導體工業(ye)、成分(fen)檢測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)、顏色(se)混合及(ji)匹配(pei)、生(sheng)物(wu)(wu)醫學應(ying)(ying)用(yong)、熒光(guang)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)、寶石成分(fen)檢測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)、氧濃(nong)度(du)傳(chuan)感器、真空(kong)室鍍(du)膜過程監控、薄膜厚(hou)度(du)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)、LED測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)、發射光(guang)譜(pu)(pu)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)、紫外/可見(jian)吸收(shou)光(guang)譜(pu)(pu)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)、顏色(se)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)等領域(yu)應(ying)(ying)用(yong)廣泛(fan)。