光(guang)(guang)(guang)譜儀(yi)(Spectroscope)是(shi)將成分(fen)復雜(za)的(de)光(guang)(guang)(guang)分(fen)解(jie)為(wei)光(guang)(guang)(guang)譜線的(de)科學儀(yi)器(qi)，由棱(leng)鏡或(huo)衍射光(guang)(guang)(guang)柵等構成，利用光(guang)(guang)(guang)譜儀(yi)可測(ce)量物(wu)體表面反射的(de)光(guang)(guang)(guang)線。陽光(guang)(guang)(guang)中(zhong)(zhong)的(de)七色光(guang)(guang)(guang)是(shi)肉眼能分(fen)的(de)部分(fen)(可見(jian)光(guang)(guang)(guang))，但若通過光(guang)(guang)(guang)譜儀(yi)將陽光(guang)(guang)(guang)分(fen)解(jie)，按波長排列(lie)，可見(jian)光(guang)(guang)(guang)只(zhi)占光(guang)(guang)(guang)譜中(zhong)(zhong)很(hen)小的(de)范圍(wei)，其(qi)余都是(shi)肉眼無法(fa)分(fen)辨(bian)的(de)光(guang)(guang)(guang)譜，如紅外線、微波、紫外線、X射線等等。通過光(guang)(guang)(guang)譜儀(yi)對光(guang)(guang)(guang)信息的(de)抓取、以(yi)照相底片顯(xian)(xian)影，或(huo)電腦(nao)化(hua)自動顯(xian)(xian)示數值儀(yi)器(qi)顯(xian)(xian)示和分(fen)析，從(cong)而測(ce)知物(wu)品中(zhong)(zhong)含有何種元素(su)。這種技術(shu)被廣泛地應用于(yu)空氣污(wu)染、水(shui)污(wu)染、食(shi)品衛生、金屬(shu)工業等的(de)檢測(ce)中(zhong)(zhong)。
將復(fu)色光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)分(fen)(fen)離成光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)學儀(yi)器。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)有多種類型，除在可(ke)見光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波段(duan)使用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)外(wai)，還有紅外(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)和(he)紫(zi)外(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)。按色散元件的(de)(de)不同可(ke)分(fen)(fen)為棱鏡光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)、光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)和(he)干(gan)涉(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)等(deng)。按探測方法(fa)分(fen)(fen)，有直(zhi)接(jie)用(yong)(yong)(yong)眼觀察(cha)的(de)(de)分(fen)(fen)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)鏡，用(yong)(yong)(yong)感光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片記錄(lu)的(de)(de)攝譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)，以(yi)及用(yong)(yong)(yong)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)或(huo)熱電(dian)元件探測光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)的(de)(de)分(fen)(fen)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)度計(ji)等(deng)。單色儀(yi)是通過狹縫(feng)只輸出單色譜(pu)(pu)(pu)(pu)線的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)器，常與(yu)其他分(fen)(fen)析儀(yi)器配合使用(yong)(yong)(yong)。
圖中所示是三(san)棱鏡(jing)(jing)色譜(pu)儀(yi)的(de)(de)基(ji)本(ben)結(jie)構。狹(xia)縫(feng)S與棱鏡(jing)(jing)的(de)(de)主截(jie)面垂直，放置(zhi)在(zai)透鏡(jing)(jing)L的(de)(de)物方焦面內(nei)，感(gan)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片(pian)放置(zhi)在(zai)透鏡(jing)(jing)L的(de)(de)像(xiang)方焦面內(nei)。用(yong)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源照明(ming)狹(xia)縫(feng)S，S的(de)(de)像(xiang)成在(zai)感(gan)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片(pian)上(shang)成為光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)線(xian)，由于(yu)棱鏡(jing)(jing)的(de)(de)色散作用(yong)，不同(tong)波(bo)長的(de)(de)譜(pu)線(xian)彼此分開，就得(de)入射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)。棱鏡(jing)(jing)攝譜(pu)儀(yi)能觀察(cha)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)范(fan)圍(wei)決定于(yu)棱鏡(jing)(jing)等光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)學元件對光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)的(de)(de)吸收。普通光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)學玻璃只適用(yong)于(yu)可見光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)段(duan)，用(yong)石英(ying)可擴展(zhan)到(dao)紫外區，在(zai)紅外區一般使(shi)用(yong)氯化鈉、溴(xiu)化鉀和(he)氟化鈣等晶體。普遍使(shi)用(yong)的(de)(de)反(fan)射(she)式光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)范(fan)圍(wei)取決于(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵條紋的(de)(de)設計，可以(yi)具有較寬的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)范(fan)圍(wei)。
表(biao)征光(guang)譜(pu)儀(yi)基本特性的參量有光(guang)譜(pu)范圍、色(se)散率、帶寬和分(fen)辨本領等。基于(yu)干(gan)涉原理設計(ji)的光(guang)譜(pu)儀(yi)（如法布里(li)-珀(po)羅干(gan)涉儀(yi)、傅(fu)立(li)葉變換光(guang)譜(pu)儀(yi)）具有很高的色(se)散率和分(fen)辨本領，常用(yong)于(yu)光(guang)譜(pu)精細(xi)結構的分(fen)析。
根據現代光(guang)譜儀(yi)(yi)器(qi)(qi)的工作原(yuan)理，光(guang)譜儀(yi)(yi)可以分為兩大類：經(jing)典光(guang)譜儀(yi)(yi)和新(xin)型光(guang)譜儀(yi)(yi)。經(jing)典光(guang)譜儀(yi)(yi)器(qi)(qi)是(shi)建立在(zai)空間(jian)色(se)散(san)原(yuan)理上的儀(yi)(yi)器(qi)(qi)；新(xin)型光(guang)譜儀(yi)(yi)器(qi)(qi)是(shi)建立在(zai)調制原(yuan)理上的儀(yi)(yi)器(qi)(qi)。經(jing)典光(guang)譜儀(yi)(yi)器(qi)(qi)都是(shi)狹(xia)縫光(guang)譜儀(yi)(yi)器(qi)(qi)。調制光(guang)譜儀(yi)(yi)是(shi)非空間(jian)分光(guang)的，它采用圓孔進光(guang)。
根據(ju)色散(san)組件的(de)(de)分(fen)光(guang)(guang)(guang)(guang)原理(li)(li)，光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀器可(ke)分(fen)為：棱鏡光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀，衍(yan)射光(guang)(guang)(guang)(guang)柵光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀和(he)干涉(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀。光(guang)(guang)(guang)(guang)學(xue)多(duo)道分(fen)析(xi)儀OMA(OpticalMulti-channelAnalyzer)是近十幾(ji)年出(chu)現的(de)(de)采用光(guang)(guang)(guang)(guang)子探測(ce)(ce)器(CCD)和(he)計算機(ji)控制(zhi)的(de)(de)新型(xing)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)分(fen)析(xi)儀器，它集(ji)信息采集(ji)，處理(li)(li)，存儲諸(zhu)功能(neng)于一體。由于OMA不(bu)再(zai)使用感光(guang)(guang)(guang)(guang)乳膠(jiao)，避免(mian)和(he)省去了暗室處理(li)(li)以及(ji)(ji)之后的(de)(de)一系(xi)列(lie)繁瑣處理(li)(li)，測(ce)(ce)量工(gong)(gong)作，使傳統(tong)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)技術發生了根本的(de)(de)改(gai)變(bian)，大大改(gai)善了工(gong)(gong)作條(tiao)件，提高了工(gong)(gong)作效率；使用OMA分(fen)析(xi)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)，測(ce)(ce)量準確(que)迅速，方便(bian)，且靈敏度高，響應時間(jian)快，光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)分(fen)辨率高，測(ce)(ce)量結果可(ke)立即從(cong)顯示屏上(shang)讀(du)出(chu)或由打印機(ji)，繪(hui)圖儀輸(shu)出(chu)。它己被廣泛使用于幾(ji)乎(hu)所有的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)測(ce)(ce)量，分(fen)析(xi)及(ji)(ji)研究工(gong)(gong)作中，特別適應于對微弱信號，瞬變(bian)信號的(de)(de)檢測(ce)(ce)。
一(yi)臺典型的光譜儀主(zhu)要(yao)由一(yi)個(ge)光學平臺和一(yi)個(ge)檢測系統組成。包(bao)括以(yi)下幾個(ge)主(zhu)要(yao)部分(fen)：
1.入射狹縫:在入射光的(de)照射下形成光譜儀成像系統的(de)物(wu)點。
2.準直元件(jian):使狹(xia)縫發出的光(guang)(guang)線變為(wei)平行光(guang)(guang)。該(gai)準直元件(jian)可(ke)以是一獨立的透鏡、反射鏡、或直接集成在色散元件(jian)上(shang)，如凹面光(guang)(guang)柵光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)中的凹面光(guang)(guang)柵。
3.色散(san)元件:通常采用光柵，使光信(xin)號在空(kong)間上按(an)波(bo)長(chang)分散(san)成為多條光束。
4.聚(ju)焦元(yuan)件:聚(ju)焦色散后的光束，使其在焦平面上形成(cheng)一系列入射狹(xia)縫的像，其中每(mei)一像點對應于一特定波長。
5.探測(ce)(ce)器陣(zhen)(zhen)列：放置于焦平面(mian)，用于測(ce)(ce)量各波長像點的光強度(du)。該探測(ce)(ce)器陣(zhen)(zhen)列可以是(shi)CCD陣(zhen)(zhen)列或其(qi)它(ta)種(zhong)類的光探測(ce)(ce)器陣(zhen)(zhen)列。
光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)的種類很多，分(fen)類方法(fa)也很多，根據光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)所采(cai)用(yong)的分(fen)解光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)的原(yuan)(yuan)理，可以(yi)將其分(fen)成兩大類：經(jing)典(dian)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)和新型光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)。經(jing)典(dian)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)是(shi)建立在(zai)空(kong)間色散（分(fen)光(guang)(guang)）原(yuan)(yuan)理上(shang)的儀(yi)(yi)器；新型光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)是(shi)建立在(zai)調制原(yuan)(yuan)理上(shang)的儀(yi)(yi)器，故又(you)稱(cheng)為調制光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)。
經典光(guang)譜(pu)儀依據其色散(san)原理可將(jiang)儀器(qi)分為：棱鏡光(guang)譜(pu)儀、衍射光(guang)柵(zha)光(guang)譜(pu)儀、干涉光(guang)譜(pu)儀。
光譜(pu)儀(yi)應(ying)用(yong)很廣(guang)，在農業、天文(wen)、汽車、生物、化(hua)學(xue)、鍍(du)膜(mo)(mo)、色(se)度計量(liang)、環(huan)境檢(jian)測、薄膜(mo)(mo)工業、食品、印刷、造紙、拉曼光譜(pu)、半導體工業、成分(fen)檢(jian)測、顏(yan)色(se)混合及匹(pi)配、生物醫學(xue)應(ying)用(yong)、熒光測量(liang)、寶石成分(fen)檢(jian)測、氧(yang)濃度傳感器、真空室鍍(du)膜(mo)(mo)過程監控、薄膜(mo)(mo)厚度測量(liang)、LED測量(liang)、發射光譜(pu)測量(liang)、紫(zi)外/可見吸收光譜(pu)測量(liang)、顏(yan)色(se)測量(liang)等領域(yu)應(ying)用(yong)廣(guang)泛(fan)。
光(guang)(guang)(guang)譜儀(yi)的(de)(de)(de)透(tou)射率或它的(de)(de)(de)效率可用輔助單色(se)儀(yi)裝置(zhi)來(lai)測定(ding)。在可見和近(jin)紫外實現這些(xie)測量沒有(you)任何困難。測量通(tong)過第一個單色(se)儀(yi)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)通(tong)量，緊接著測量通(tong)過兩個單色(se)儀(yi)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)通(tong)量，以這種方式(shi)來(lai)確定(ding)第二個單色(se)儀(yi)的(de)(de)(de)透(tou)射率。
絕(jue)對測(ce)(ce)量需要(yao)知道(dao)單色儀的(de)絕(jue)對透(tou)射(she)率(lv)：對于相對測(ce)(ce)量，以各種(zhong)波長(chang)處(chu)的(de)相對單位可以測(ce)(ce)量透(tou)射(she)率(lv)。真空紫(zi)外線的(de)這些(xie)測(ce)(ce)量有(you)相當大的(de)實(shi)驗困(kun)難，因此通常使用輔(fu)助(zhu)單色儀。在各種(zhong)入射(she)角的(de)情(qing)況下分別測(ce)(ce)量衍射(she)光(guang)柵(zha)的(de)效率(lv)。在許多實(shi)驗步驟中已(yi)成功地避免了(le)校(xiao)準上的(de)困(kun)難。
曾經研究過光(guang)柵效(xiao)率(lv)與(yu)波長、入射角、鍍(du)層厚度、鍍(du)層材料以及(ji)其它(ta)因素的關系(xi)。所有這些測量都(dou)指出，在(zai)許(xu)多情(qing)況下能(neng)(neng)量損失是非常顯著的，并且光(guang)柵的效(xiao)率(lv)低于1%，光(guang)柵的不同(tong)部分可能(neng)(neng)有明顯不同(tong)的效(xiao)率(lv)。
